[发明专利]一种颗粒滚动阻力模型参数的动力试验测定方法

权利要求书

1.一种颗粒滚动阻力模型参数的动力试验测定方法，其特征在于，包括步骤：

步骤一：利用动力试验测定装置对待测滚动体设计摆动试验，测量记录所述待测滚动体在摆动直至停止整个过程的位移变化，得到角位移曲线；所述动力试验测定装置包括光学试验平台、吹气加载装置、待测滚动体、激光位移传感器、可调节支架、控制器、电源、装有控制软件的PC端以及数据连接线；所述吹气加载装置和所述激光位移传感器安装于调平后的所述光学试验平台上，所述待测滚动体置于所述光学试验平台上且置于所述吹气加载装置和所述激光位移传感器之间；所述测量记录所述待测滚动体在摆动直至停止整个过程的位移变化，得到角位移曲线，具体过程如下：

对所述待测滚动体划分不同测点，然后将其放置在调平后的所述光学实验平台上，调整位置使所述待测滚动体处于所述激光位移传感器的量程内，接通所述电源后，所述激光位移传感器发射激光束打在所述待测滚动体的侧面上的某一测点，然后利用所述吹气加载装置对所述待测滚动体进行加载使其产生摆动；同时操作所述PC端控制软件开始记录所述待测滚动体上该测点处在摆动直至停止整个过程的位置信息，当整个过程的位置信息数据采集完成后，利用所述PC端中的软件读取所采集的数据，得到所述待测滚动体上该测点处的角位移曲线；之后取所述待测滚动体上的不同测点分别进行实验，得到不同测点处的角位移曲线；

步骤二：利用低阻尼体系自由振动曲线拟合步骤一中获得的角位移曲线，通过拟合曲线的周期识别得到滚动刚度系数，并通过拟合曲线的衰减变化识别得到滚动阻尼系数；

步骤三：将步骤二中识别得到的滚动刚度系数和滚动阻尼系数代入滚动阻力表达式，建立颗粒滚动的阻力表达式，以进行颗粒离散元模拟。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二具体过程为：

根据所得到的角位移曲线计算待测滚动体摆动的平均周期，和分别为角位移曲线上两个相邻峰值点A和B所对应的时间；

则待测滚动体滚动状态下的有阻尼摆动频率：

（1）

根据曲线不断衰减的幅值计算阻尼比为:

（2）

其中，和分别为角位移曲线上两个相邻峰值点A和B所对应的角位移；

无阻尼下待测滚动体的摆动频率为：

（3）

利用低阻尼体系自由振动曲线拟合待测滚动体的角位移曲线，根据式（5）得到待测滚动体摆动过程中的滚动刚度系数为式（6）：

（5）

（6）

则滚动阻尼系数为：

（7）

其中，为待测滚动体水平摆动状态的转动惯量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述待测滚动体为圆盘状或圆柱体状。