[发明专利]一种关于结合面法向接触参量的测量方法及测量系统

说明书

本发明公开一种关于结合面法向接触参量的测量方法及测量系统，包括：装配前对获取两零部件待接触表面点云进行预处理形成点云数据；将一零部件的点云数据翻转至与另一零部件坐标平面平行，形成彼此分离且上、下两表面对称的点云数据；装配后获取两零部件结合面之间的实际接触载荷；将其中一个表面的点云数据向另一表面移动进行仿真迭代计算，在两表面点云至少有一个点发生重合时，基于表面微凸体之间的弹性耦合和聚结作用计算结合面的法向接触面积和刚度；在计算接触载荷大于或等于实际接触载荷时，结束迭代并输出接触刚度和面积。用于解决现有技术中计算繁琐、设备复杂、误差大等问题，实现测量过程更简便，测量结果更精确。

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种关于结合面法向接触参量的测量方法及测量系统。

背景技术

结合面是零部件联接必不可少的环节，对装配体的整机动力学性能有着非常重要影响。结合面的接触刚度是整机刚度矩阵的重要组成部分，有时甚至成为结构的薄弱环节。结合面实际接触面积远远小于零部件接触面积的尺寸，是计算表面应力分布的重要依据和参考。然而零部件联接后，难以用测量方法直接获得结合面的接触刚度和接触面积，因此，对结合面接触刚度接触面积的测量一直以来都是接触机理研究的重点难点。

目前对结合面的接触刚度和接触面积的测量主要通过间接推导的方法，测量设备复杂，中间计算环节众多，过程复杂。另外，刚度计算过程中通常只单纯考虑弹塑性变形、摩擦、粘接等因素，实际上结合面微凸体之间的弹性耦合和聚结作用发挥了更大的作用，忽略这个作用往往就会带来计算上的偏差。因此，一方面测量过程复杂，一方面刚度计算未考虑重要因素，就会使结合面的接触刚度计算结果产生较大偏差，降低计算的精度和可靠性。

发明内容

本发明提供一种关于结合面法向接触参量的测量方法及测量系统，用于克服现有技术中测量过程繁琐、测量结果误差较大等缺陷，在测量过程中考虑微凸体之间的弹性耦合和聚结作用，实现测量过程更简便，测量结果更精确。

为实现上述目的，本发明提供一种关于结合面法向接触参量的测量方法，包括：

步骤1，装配前获取两零部件待接触的结合面采样数据点，并按照位置分布形成的表面点云进行预处理形成完备的点云数据；

步骤2，将其一零部件的点云数据翻转至与另一零部件的点云数据的坐标平面平行，形成彼此分离且上、下两表面对称的点云数据；

步骤3，装配后获取两零部件结合面之间的实际接触载荷；

步骤4，将其中一个表面的点云数据向另一表面移动进行仿真迭代计算，在两表面点云至少有一个点发生重合时，基于表面微凸体之间的弹性耦合和聚结作用计算此时结合面的接触面积和接触刚度；并根据所述结合面的接触面积计算接触载荷，当所述接触载荷大于或等于所述实际接触载荷时，结束迭代并输出接触刚度和接触面积。

为实现上述目的，本发明还提供一种关于结合面法向接触参量的测量系统，包括处理器和存储器，所述存储器存有关于结合面法向接触参量的测量程序，所述处理器在运行所述测量程序时执行上述方法的步骤。

本发明提供的关于结合面法向接触参量的测量方法及测量系统，只需要在零部件联结装配前测量表面轮廓点云，联结后利用压力传感器测量结合面接触载荷，即可得到结合面的接触刚度和接触面积。系统在计算结合面接触刚度时，考虑了微凸体之间的弹性耦合和聚结作用，更符合实际零部件表面接触状态，得到更精确的接触刚度和接触面积。发明的测量系统过程直接，设备简单，包含完整的数据处理和计算功能，能够高效率的得到零部件结合面之间的接触刚度和接触面积。

附图说明

图1为本发明实施例二提供的关于结合面法向接触参量的测量方法的流程图；

图2为实施例一中对步骤S1的细化流程图一；

图3为实施例一中对步骤S1的细化流程图二；