[发明专利]弹性试件谐振扭摆试验台及试验方法

权利要求书

1.弹性试件谐振扭摆试验台，主要由平板、惯性轴安装座、电机座子、电机、编码器、联轴器、惯性摆动轴、轴承座、轴承、惯性摆杆、配重块、扭转端法兰、弹性试件、测试端法兰、扭矩传感器、传感器安装座组成；其特征是：平板是一块厚钢板，上面有T型槽，惯性轴安装座通过T型螺栓固定在平板上，电机座子安装在惯性轴安装座的一侧，电机固定在电机座子上，编码器装在电机后端；联轴器分别套装在电机输出轴和惯性摆动轴的输入轴，并用平键固定，惯性摆动轴的两侧轴肩分别装入轴承内孔中，轴承外圈装入轴承座中，两个轴承座分别装入惯性轴安装座两侧的装配孔中；惯性摆杆套装在惯性摆动轴的中间轴上，并用平键固定，配重块装在惯性摆杆的两侧；惯性摆动轴的输出轴安装在扭转端法兰的一侧内孔中，并用平键固定，弹性试件一侧的法兰盘与扭转端法兰的另一侧的法兰盘连接固定，弹性试件的另一侧法兰盘与测试端法兰盘连接固定；扭矩传感器通过法兰盘连接在测试端法兰盘的另一侧，扭矩传感器的另一侧法兰固定在传感器安装座上，传感器安装座通过T型螺栓固定在平板上；试验台扭摆机构主要由电机、联轴器、惯性摆动轴、惯性摆杆、配重块、扭转端法兰、弹性试件、测试端法兰、扭矩传感器组成；

2.根据权利要求1所述的弹性试件谐振扭摆试验台，其试验方法的特征是：试验前将弹性试件安装固定在试验台上，把配重块装在惯性摆杆的两侧，启动电机向一个方向以扭矩方式产生一个扭矩(通常会用到电机的最大扭矩)，然后迅速释放电机扭矩，让电机处于自由状态，此时整个扭摆机构会产生幅值很小的往复扭摆，控制系统通过监测编码器的角度和速度信号便可得到往复扭摆的频率，该频率即为扭摆机构的谐振频率；反复多次调节配重块的重量和摆动半径改变扭摆机构的谐振频率，直到把扭摆机构的谐振频率调整到弹性试件试验要求的扭摆频率；启动电机驱动扭摆机构，在每个扭摆周期，闭环控制系统实时控制电机跟随扭摆方向顺向加载，产生激振并不断增强(类似于荡秋千的原理)，扭摆的幅度越来越大，使弹性试件的往复扭摆扭矩和角度逐渐增大，直到最大扭摆扭矩达到试验要求的最大扭矩；为保持住该最大扭矩幅值，控制系统自动调节每次往复扭摆时电机的加载扭矩及时间长短，使弹性试件正式处于试验要求的疲劳扭摆试验阶段；在弹性试件进入疲劳扭摆试验阶段后，控制系统监控每次最大扭摆扭矩时的扭摆角度，对于正常的弹性试件，在最大扭矩时，该最大扭摆角度通常是基本保持不变的；当该角度突然增大并突变时，可判定弹性试件已损伤或失效，控制系统自动停止试验，检查弹性试件；由于弹性试件的形状、尺寸，以及两侧连接方式各异，在做不同弹性试件的谐振扭摆试验时，需更换与之匹配的扭转端法兰、测试端法兰，以满足各种弹性试件的连接固定要求；根据弹性试件的不同的试验要求，通过将配重块装在惯性摆杆的两侧或单侧，可分别进行对称谐振扭摆试验或不对称式谐振扭摆试验。