[发明专利]一种用于锥形摩擦副接触压力销钉嵌入式测量方法

摘要

本发明公开了一种用于锥形摩擦副接触压力销钉嵌入式测量方法，首先分析摩擦副的外在支撑结构特点，选取与对偶片相同材料属性的销钉，其次根据摩擦元件的工况条件模拟摩擦副工作状态下的接触压力分析，通过对接触区压力分析和加载特点确定销钉在对偶片上的分布与对偶片销钉空的配合尺寸，通过对对偶片进行二次加工和磨合，获得与原对偶表面相似的属性，最后通过预埋销钉应变获得该区域的接触压力。本发明能够实现摩擦副接触区的动静态压力测量，在不改变摩擦区接触状态的前提下，实现接触压力的动静态测试，在确定了摩擦副精确边界条件的同时，为摩擦副动态测试提供了依据。

主权项

一种用于锥形摩擦副接触压力销钉嵌入式测量方法，其特征在于实现步骤如下：步骤一、分析摩擦元件的工况条件及摩擦副的加载支撑结构的特点，获得摩擦副的几何尺寸，按照所需要测量摩擦面的工艺要求确定摩擦接触表面的粗糙度要求和同轴度要求；步骤二、根据步骤一中分析获得的摩擦副的支撑结构特点和摩擦副的几何尺寸建立有限元分析模型，添加摩擦副材料属性，对三维模型进行多方向压力载荷的有限元仿真，获得摩擦副接触表面的应力范围，为接触压力测试销钉布局和电阻应变片的选择提供依据；步骤三、根据步骤一中分析的摩擦副支撑结构特点、摩擦副的几何尺寸以及有限元仿真分析确定对偶片上的测量点分布和测点数量N；分析获得的摩擦片的弹性模型和泊松比的要求，结合摩擦副接触表面的尺寸、对偶片的厚度、应变片的尺寸及测量精度要求确定销钉的直径D和长度L；步骤四、按照步骤三确定的销钉的尺寸加工销钉，并在销钉侧圆柱面上加工一平面，用来粘贴电阻应变片，加工平面的宽度和长度应略大于电阻应变片的大小，在对偶片所需测量区域的布点位置按照已经确定好的D和L打预埋销钉的孔，在对偶片非接触面的销钉孔内攻入螺纹，攻入螺纹的深度为B‑L，B为对偶片厚度，选取过渡配合作为孔与销钉的配合尺寸公差；步骤五、根据步骤二的仿真分析初步确定摩擦副接触表面应力的极限范围，并根据此范围确定电阻应变片的主要参数：电阻应变片初始电阻值、测量范围、灵敏度和耐热性，进而根据这些参数确定电阻应变片的型号；步骤六、通过步骤五确定了电阻应变片的型号，将选好的应变片粘贴于销钉的侧平面上，并将销钉装入对偶片上对应的销钉孔中并用预紧螺钉固定，通过测量应变片电阻值是否为电阻应变片电阻值来鉴定电阻应变片是否损坏；步骤七、将安装电阻应变片的对偶片按照摩擦副接触表面的粗糙度等要求进行二次加工，然后安装到摩擦磨损试验机上进行磨合，磨合时间不低于15min，磨损工况和步骤一确定的一致；步骤八、将充分磨合过的摩擦副进行静动态加载，通过桥盒连接应变片，将电流传入应变采集仪，获得销钉处摩擦表面的各个测点的应力应变状态。