[发明专利]一种固定连接装配体性能稳定加速方法

摘要

本发明公开了一种固定连接装配体性能稳定加速方法，属于机械装配性能优化技术领域。本方法包括：1)基于模态实验的固定连接装配体固有频率及模态振型测定；2)基于结构模态的激振实验装置布置和参数设置；3)结构动静态性能跟踪测试以及稳定性判断。本发明可以在机械装配完成后，根据固定连接装配体的结构模态通过施加合适振动激励使装配体动静态性能提前快速渡过磨合期到达稳定期，使机械产品在运行过程中能够保持良好的动静态精度，提高产品性能和精度保持性。本方法可适用于各种形状的固定连接装配结构，实验装置灵活可调整，可以重复利用；相比于传统试运行跑合的方法，本方法可以加速装配结构精度稳定过程，节约时间和成本。

主权项

1.一种固定连接装配体性能稳定加速方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于模态实验的固定连接装配体固有频率及模态振型测定，具体包括：1‑1)将固定连接装配体至于弹簧垫或者利用弹性绳进行悬挂，模拟自由支撑条件，然后在固定连接装配体上布置实验所需加速度传感器，使用移动力锤法通过力锤对固定连接装配体上加速度传感器布点的附近进行逐点敲击；1‑2)采集力锤的力信号和加速度传感器的加速度信号，根据力锤敲击点和加速度传感器布置点的位置对应关系求得各加速度传感器布点之间的频响函数，得到固定连接装配体的频响函数矩阵，并通过常规的拟合和参数辨识方法得到固定连接装配体的各阶固有频率和模态振型；1‑3)进行如下判断：若固定连接装配体的刚体模态频率低于固定连接装配体的非刚体模态频率的1/10，则认为实验条件近似为自由支撑，得到固定连接装配体的的各阶自由模态，执行步骤2)；若固定连接装配体的刚体模态频率大于等于固定连接装配体的非刚体模态频率，则实验条件有误，执行步骤1‑4)；1‑4)重新选择弹簧垫和弹性绳的刚度和长度，重复步骤1‑1)～步骤1‑3)；2)基于结构模态的激振实验装置布置和参数设置，具体包括：2‑1)根据步骤1)中得到的固定连接装配体的各阶固有频率和模态振型，在低频段和高频段各选择一些模态作为待激振参考模态并确定待激振参考模态的频率；其中，低频段参考模态按照以下方式选择：模态振型使固定连接装配体整体发生振动，且低频段参考模态之间零点重叠尽量少，使固定连接装配体整体的装配应力得到充分释放；高频段参考模态按照以下方式选择：模态振型使固定连接装配体内结合面附近发生振动，使结合面进行充分磨合，并且模态频率低于实验所用激振器的许用激振频率；2‑2)实验装置布置，实验装置包括激振器、加速度传感器和力传感器；其中，所述激振器和加速度传感器均分别通过磁吸或胶粘的方式连接于固定连接装配体表面；所述激振器的连接位置位于待激振模态的模态振型中振幅较大的点；2‑3)实验参数设置，包括激振频率和激振力幅；其中，所述激振频率根据选择的待激振参考模态频率进行设置，设置激振频率避开共振频率两侧附近以防止过大的振动破坏固定连接装配体；所述激振力幅按照如下方式设置：根据选择的待激振参考模态频率处与步骤1)所对应的频响函数矩阵以及激振器的布置点，计算在单位力作用下固定连接装配体各激振器布置点的应力幅值；根据固定连接装配体的许用应力大小，计算出相应的最大激振力作为参考；选择不超过最大激振力的具有冗余的激振力大小使固定连接装配体充分振动的同时不发生塑性变形和破坏；3)结构动静态性能跟踪测试以及稳定性判断，具体包括：3‑1)根据设置的激振频率和激振力幅，通过函数信号发生器、功率放大器以及激振器对固定连接装配体进行激振，每隔设定时间对固定连接装配体进行动静态性能检测；其中，所述静态性能检测包括尺寸精度和几何精度检测；所述动态性能检测是利用布置好的激振器以及力传感器，通过猝发随机激励测量固定连接装配体的频响函数；3‑2)随着激振的进行，观察固定连接装配体动静态性能的变化情况，当连续3次的结构静态精度误差和动态特性误差均小于设定阈值时，则判定固定连接装配体的动静态性能均已进入稳定期，停止激振；否则，继续激振直到固定连接装配体的动静态性能稳定。