[发明专利]一种电机整体机座振动特性的试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种电机整体机座振动特性的试验系统，其特征在于，包括：

一个作为机座振动特性激励源的力锤和力传感器；

若干作为机座振动特性响应的均布在机座外壳和端盖上的加速度传感器；

八种不同表面粗糙度的端盖；

用于控制电机端盖与机壳的螺栓预紧力矩的数显扭力扳手；

用于采集力信号和加速度信号的数采设备；

与数采设备连接并包含模态测试分析软件的PC机。

2.一种电机整体机座振动特性的试验方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1，改变端盖螺栓预紧扭矩大小，保持其它条件不变，进行整体机座模态测试，以获得端盖螺栓预紧扭矩对电机机座振动特性的影响规律；

步骤2，改变端盖螺栓数量，保持其它条件不变，进行整体机座模态测试，以获得端盖螺栓数量对电机机座振动特性的影响规律；

步骤3，更换不同表面粗糙度的端盖，保持其它条件不变，进行整体机座模态测试，以获得端盖不同表面粗糙度对电机机座振动特性的影响规律；

步骤4，利用有限元技术，进行机座端盖螺栓和底座螺栓结合部的建模、端盖止口与机壳配合面的建模以及电机整体机座的建模。

3.根据权利要求2所述的一种电机整体机座振动特性的试验方法，其特征在于，所述步骤4中机座端盖螺栓和底座螺栓结合部的建模的具体方法是：基于螺栓压缩锥理论，首先确定螺栓结合部的螺栓压缩锥区域，模型只需考虑螺栓压缩锥区域结合部的接触刚度和接触阻尼，分别建立与结合部压缩锥区域有约束关系的导向节点，在上下两个导向节点之间创建弹簧阻尼单元，通过设置弹簧单元的自由度方向、刚度和阻尼来模拟螺栓结合部压缩锥区域的法向、切向接触刚度和法向、切向接触阻尼；与此同时，利用梁单元和预紧单元相结合的形式来模拟螺栓预紧效果。

4.根据权利要求4所述一种电机整体机座振动特性的试验方法，其特征在于，弹簧阻尼单元模拟方式，只需创建三个自由度方向相互正交的弹簧阻尼单元，即在两个导向节点之间创建三个不同的弹簧阻尼单元，将其中一个弹簧阻尼单元的自由度方向设置成与螺栓结合部平面垂直的方向以模拟法向接触刚度和接触阻尼，将另外两个弹簧阻尼单元的自由度方向设置成与螺栓结合部平面平行且相互正交的方向，以模拟切向接触刚度和接触阻尼，从而实现以较少的弹簧阻尼单元模拟与实际相符的螺栓结合部固有特性。

5.根据权利要求4所述一种电机整体机座振动特性的试验方法，其特征在于，所述步骤4中端盖止口与机壳配合面的建模是利用设置接触对，由于实际装配中，端盖止口与机壳的配合形式为过渡配合，故并将接触对的罚刚度系数设置为0.5，以模拟过渡配合状态。

6.根据权利要求4所述一种电机整体机座振动特性的试验方法，其特征在于，所述步骤4：电机整体机座的建模具体步骤是：

步骤1，根据电机整体机座的实际尺寸，建立机座三维几何模型；

步骤2，对三维几何模型进行网格划分；

步骤3，对机座端盖螺栓和底脚螺栓的结合部进行建模；

步骤4，对端盖止口与机座配合面进行建模；

步骤5，设置机座材料参数，最终形成电机整体机座的有限元模型。