[发明专利]一种摩擦片冲击塑变试验系统

权利要求书

1.一种摩擦片冲击塑变试验系统，其特征在于，该系统包括冲击塑变模拟装置、应变信号采集模块、应变信号处理模块、高速摄像机、数字图像处理模块和显控模块；

所述冲击塑变模拟装置能够直接模拟冲击接触应力导致的接触塑变载荷，复现摩擦片齿面接触塑变疲劳损伤；

所述高速摄像机拍摄高速转动条件下啮合齿面的运动过程图片；

所述数字图像处理模块对运动过程图片进行数字图像技术分析，获得齿面局部的应变时间历程、振动断裂及冲击塑性变形历程，评估其局部接触参数，推出其冲击载荷作用规律获得冲击载荷谱，获得摩擦片的疲劳S-N特性；

所述应变信号采集模块采集摩擦片齿面部裂纹扩展局部的断裂应力和裂纹扩展速度信息；

所述显控模块将应变信号处理模块和数字图像处理模块处理完成的信息进行显示；

所述冲击塑变模拟装置包括底座、电磁激振器、传动机构，安装限位机构、保护箱、外齿和内齿，其中，外齿为待测试的分段摩擦片，内齿具有与分段摩擦片对应数量的外齿副；

所述电磁激振器和保护箱均固连在底座上，安装限位机构固定连接在保护箱上，电磁激振器与传动机构相连，传动机构与内齿固定连接后安装在保护箱内部，外齿与安装限位机构进行配合安装后径向位移被约束的同时具有小间隙保证自由振动，外齿还具有一定范围的沿周向转动的自由度；所述内齿的外齿副与外齿内齿副互相啮合；所述传动机构将电磁激振器产生的直线运动转化成内齿的圆周运动，外齿自由转动一定角度后被安装限位机构限位使得外齿与内齿产生碰撞，实现摩擦片齿部发生冲击塑变工况的模拟。

2.如权利要求1所述的摩擦片冲击塑变试验系统，其特征在于，所述的摩擦片采用喷漆+蚀刻的方法对其外毂局部进行DIC散斑制作，采集区域处设置200W LED灯作为光源，高速摄像机调好焦距后，设置1200*800像素的视野，设置10000帧/秒的采集速度，获得内外齿之间的振动频率、应变和载荷特征。

3.如权利要求1或2所述的摩擦片冲击塑变试验系统，其特征在于，所述数字图像技术是通过匹配物体表面不同状态下的数字化散斑图像上的几何点，跟踪点的运动获得物体表面变形信息。

4.如权利要求3所述的摩擦片冲击塑变试验系统，其特征在于，所述传动机构包括传动杆、摇臂和轴盘；所述传动杆的一端与电磁激振器输出端活动连接，传动杆的另一端与摇臂的一端活动连接，所述摇臂的另一端与固定在保护箱上的轴盘活动连接，所述内齿与摇臂上对应轴盘的一端固定连接。

5.如权利要求4所述的摩擦片冲击塑变试验系统，其特征在于，所述安装限位机构包括固定环、挡环和挡块，所述固定环的圆环面上具有一个容纳外齿的环形台阶，外齿安装在环形台阶内之后再将挡环固定在固定环上，挡环将外齿限制在环形台阶内，外齿的径向位移被约束的同时具有小间隙保证其自由振动，外齿还具有沿固定环轴线转动的自由度，所述环形台阶的表面上固定有挡块，挡块位于外齿的前后两端，挡块将外齿转动的自由度限制在一定的角度范围内。

6.如权利要求5所述的摩擦片冲击塑变试验系统，其特征在于，所述摇臂上的安装孔内部均设有锡青铜的轴套，摇臂与轴盘之间安装锡青铜垫片。