[发明专利]一种装配结合面法向接触阻尼高精度检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种装配结合面法向接触阻尼高精度检测装置及方法，包括主体框架结构：装配结合面接触阻尼高精度检测装置的主体框架结构有带圆孔的上支撑板、四个立柱和带T形槽的下支撑板；预紧力施加与检测：用千斤顶对上下试件施加预紧力；用压力传感器实时检测预紧力；激振力施加和检测：用激振器和激振杆施加激振力，用压力传感器检测激振力；激振特征检测：用位移传感器分别测量上下支撑板的振动位移，用加速度传感器检测上支撑板的振动加速度。采用本发明中的装置和方法可以实现对不同接触表面形貌和不同预紧力下的装配结合面法向接触阻尼的高精度测量。

技术领域

本发明属于机械制造及动力学领域，涉及一种装配结合面法向接触阻尼高精度检测装置及方法。

背景技术

机械系统是由众多零部件装配连接而成，装配结合面大量存在于机械系统之中。结合面阻尼很大程度上影响着机械结构的振动特性，如在高端数控机床上结合面阻尼约占其总阻尼值的90％以上，装配结合面阻尼直接影响了数控机床整机动态响应特性以及颤振问题，进而影响机床加工精度的稳定性与保持性，因此装配结合面接触阻尼参数的高精度检测对于准确预测整机振动特性具有重要意义。

目前通过实验测量识别装配结合面接触阻尼的方法主要有：传递函数法、频率阻尼比法、相位频率法。传递函数法基于整体结构动态测试数据与阻尼间的高维矩阵关系，需要对高维矩阵求逆，增大了计算量，致使测试误差在阻尼识别过程中扩大，累计误差严重。频率阻尼比法基于结构固有频率和阻尼比间的关系，很大程度上依赖于信号周期估计，从而在精度上受到一定的限制。相位频率法就是通过测量所构建的质量块模型的频率和结合面处的相位来识别结合面参数。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种装配结合面法向接触阻尼高精度检测装置及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种装配结合面法向接触阻尼高精度检测装置，包括上支撑板和下支撑板，上支撑板和下支撑板通过立柱相连；上试件和下试件设置于上支撑板和下支撑板之间；下支撑板上安装有千斤顶，通过千斤顶对下试件施加预紧力；上支撑板上开设有通孔，激振器的下端连接激振杆，激振器通过激振杆对上试件施加激振力；通过第一压力传感器实时检测预紧力，通过第二压力传感器检测激振力，下试件上设置有用于测量下试件振动位移的第一位移传感器，上试件上设置有用于测量上试件振动位移的第二位移传感器和用于检测上试件振动加速度的加速度传感器。

本发明进一步的改进在于：

下支撑板上开设有用于安装千斤顶的T形槽。

上支撑板和下支撑板之间通过四根立柱相连。

第一压力传感器安装在千斤顶的端部；第二压力传感器安装在激振杆的末端，并粘接在上试件的上表面；加速度传感器用石蜡粘贴在上试件的表面；通过表座将电涡流位移传感器固定在上下试件。

第一压力传感器、第一位移传感器和第二位移传感器通过数据采集卡将采集到的数据发送给工控机，工控机与数据采集卡相交互，工控机通过数据采集卡将控制信号发送给功率放大器，通过功率放大器驱动激振器对上试件施加激振力。

一种装配结合面法向接触阻尼高精度检测方法，包括以下步骤：

1)安装被检测试件；

从下向上依次安装千斤顶、第一压力传感器、下试件和上试件，调整千斤顶使上下试件结合面处于初始接触状态，并采用水平仪测量和调整上下试件的水平；

2)安装及校正传感器；

将激振器竖直悬挂于台架上，激振杆与第二压力传感器连接，第二压力传感器粘在上试件上表面，调节激振杆的长度；加速度传感器用石蜡粘贴在上试件的表面，通过表座将电涡流位移传感器固定在上下试件，并进行校准；

3)激振力施加和数据采集：