[实用新型]一种测试结合面切向动态特性装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种测试结合面切向动态特性的装置，属于机械设计与制造领域。

背景技术

机械结构是由许多零部件按一定功能要求结合起来的整体，零部件之间相互结合的表面称为“结合面”。结合面的存在，使得机械结构变得不再连续，造成机械结构振动的复杂性。结合面不仅能储存能量，也能消耗能量，即表现出接触刚度和接触阻尼。接触刚度和接触阻尼对结构动态性能影响很大，作用机理非常复杂。影响结合面动态特性的因素很多，而且十分复杂，这些因素主要有：

(1)结合面上的比压大小；

(2)压力分布的均匀性；

(3)结合面的材料；

(4)结合面的面积；

(5)结合面的加工方法(常用方法：车、铣、刨、磨、刮等)；

(6)结合面的动载荷性质(切向力、扭矩、弯矩)和大小；

(7)接触表面的几何形状误差和微观不平度；

(8)结合面间的润滑油性质等。

由于影响因素众多，每个因素的影响程度和规律又无法以理论解析的方法直接确定，因此只能以实验为基础来确定它们的数值。

为了系统地研究和探明结合面切向动态特性与其基本影响因素之间的关系，并掌握结合面动态基础特性参数，需要一套完整的测试结合面切向动态特性的装置与方法，而目前还没有有关测试结合面切向动态特性的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一套通过力锤激振，使用测试系统获得加速度信号，并进行模态分析，得到单位面积结合面动态特性的测试结合面切向动态特性的装置与方法，利用该装置可获得各种结合条件(即各种不同的基本影响因素)下结合面切向的动态特性参数(切向刚度与阻尼)，获取整体结构的固有特性(模态振型、固有频率、阻尼比、频响函数等)，利用频响函数辨识出结合面的等效动力学参数。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

一种测试结合面切向动态特性装置及方法，包括力锤、左试件2、右试件5、金属薄片4、加速度传感器1、动态应变仪、应变螺栓3、电桥、测试系统和PC机；其特征在于：左试件2、右试件5轴线相对放置在同一直线上，一个金属薄片4放置于左试件2、右试件5接触处的前面，一个金属薄片4放置于左试件2、右试件5接触处的后面，左试件2、右试件5在接触处附近径向各开有一螺栓孔，金属薄片4的左螺栓孔与左试件2的螺栓孔对齐，金属薄片4的右螺栓孔与右试件5的螺栓孔对齐；两个应变螺栓3将左试件2、右试件5、金属薄片4栓接，左试件2、右试件5与金属薄片4接触部位形成两对切向结合面；应变螺栓3是将电阻式应变片嵌入高强螺栓螺杆中的螺栓；应变螺栓3的应变片的外延长导线与电桥连接，电桥通过输出插头与动态应变仪的输入接口相连接，将应变片的电阻值变化转变为电压值变化，动态应变仪的输出端连接到测试系统的信号采集通道，测试系统通过网线与PC连接，动态应变仪与PC相连；力锤、左试件2、右试件5呈直线配置；加速度传感器1放置在左试件2、右试件5的端部；力锤测试系统的力信号采集通道连接；力锤垂直激励左试件2端部，获取加速度信号和激励力信号，将各信号通过信号线传送给测试系统，经过测试系统的处理后传送至PC机。

所述左试件2为长方体。

加速度传感器1通过磁片固定在试件的左右两端。

所述左试件2、右试件5、金属薄片4的材料采用Q235-Q235或HT250-HT250或QT600-QT600。

所述左试件2、右试件5、金属薄片4的表面粗糙度为精铣-精铣或磨-磨。

所述左试件2、右试件5、金属薄片4间加30号机械油。

所述力锤采用型号为PCB-086C03的模态力锤；所述加速度传感器采用型号为PCB-333B30的加速度传感器；动态应变仪采用BZ2668动态应变仪。

本实用新型可以取得如下有益效果：

从实验装置(图1)可看出，测试出来的特性参数仅仅是左、右试件与金属薄片之间的结合面部分特性，减少了测量的物理量的个数，而且采用的是直接测量法；

为了便于对影响结合面动态特性的各基本影响因素进行研究，本实验装置保证试件易于更换、易于定位；

由于仅仅是测试左、右试件与金属薄片之间结合面的切向动态特性，所以能够保证结合面动态特性从实验装置系统的动态特性中较容易分离出来。

附图说明

图1是本实用新型测试结合面切向动态特性的结构图。