[实用新型]一种测试结合面法向动态特性的装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种测试结合面法向动态特性的装置，属于机械设计与制造领域。 

背景技术

机械结构是由许多零部件按一定功能要求结合起来的整体，零部件之间相互结合的表面称为“结合面”。结合面的存在，使得机械结构变得不再连续，造成机械结构振动的复杂性。结合面不仅能储存能量，也能消耗能量，即表现出接触刚度和接触阻尼。接触刚度和接触阻尼对结构动态性能影响很大，作用机理非常复杂。影响结合面动态特性的因素很多，而且十分复杂，这些因素主要有： 

(1)结合面上的比压大小； 

(2)压力分布的均匀性； 

(3)结合面的材料； 

(4)结合面的面积； 

(5)结合面的加工方法(常用方法：车、铣、刨、磨、刮等)； 

(6)结合面的动载荷性质(法向力、扭矩、弯矩)和大小； 

(7)接触表面的几何形状误差和微观不平度； 

(8)结合面间的润滑油性质等。 

由于影响因素众多，每个因素的影响程度和规律又无法以理论解析的方法直接确定，因此只能以实验为基础来确定它们的数值。 

为了系统地研究和探明结合面法向动态特性与其基本影响因素之间的关系，并掌握结合面动态基础特性参数，需要一套完整的测试结合面法向动态特性的装置与方法，而目前还没有有关测试结合面法向动态特性的装置。 

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一套通过力锤激振，使用测试系统获得加速度信号，并进行模态分析，得到单位面积结合面动态特性的测试结合面法向动态特性的装置与方法，利用该装置可获得各种结合条件(即各种不同的基本影响因素)下结合面法向的动态特性参数(法向刚度与阻尼)，获取整体结构的固有特性(模态振型、固有频率、阻尼比、频响函数等)，利用频响函数辨识出结合面的等效动力学参数。 

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。一种测试结合面法向动态特性的装置，包括力锤、左试件1、右试件3、加速度传感器4、动态应变仪、应变螺栓2、电桥、测试系统和PC机；其特征在于：左试件1与右试件3对称放置在同一直线上，左试件 1与右试件3均成T字形且相对放置，左试件1与右试件3的T字形上下凸起上均设有沿试件轴线方向的螺栓孔，左试件1凸起上的上螺栓孔与右试件3凸起上的上螺栓孔接触对齐，左试件1凸起的下螺栓孔与右试件3凸起的下螺栓孔接触对齐，通过两个应变螺栓2将左试件1与右试件2栓接，左试件1与右试件3的凸块接触部位形成一个法向结合面；所述的应变螺栓2是将电阻式应变片嵌入高强螺栓螺杆中的螺栓；对螺栓施加预紧力时，由于螺杆的压缩导致应变片同步发生变形。应变片的变形便导致自身电阻值变化。应变螺栓2中的应变片的外延长导线与电桥连接，电桥通过输出插头与动态应变仪的输入接口相连接，将应变片的电阻值变化转变为电压值变化，动态应变仪的输出端连接到测试系统的信号采集通道，测试系统与PC连接，动态应变仪与电脑相连；力锤、左试件1、右试件3呈直线配置；加速度传感器4布置在左试件1与右试件3的端部；用于垂直激励左试件1端部的力锤与测试系统的信号采集通道相连，用于测量响应信号的加速度传感器4与到测试系统，测试系统连接至PC。 

加速度传感器4通过磁片固定在试件的左右两端。 

所述左试件1和右试件3的材料采用Q235-Q235或HT250-HT250或QT600-QT600。 

所述左试件1和右试件3的表面粗糙度为精铣-精铣或磨-磨。 

所述左试件1和右试件3间加30号机械油。 

所述力锤采用型号为PCB-086C03的模态力锤；所述加速度传感器采用型号为PCB-333B30的加速度传感器；动态应变仪采用BZ2668动态应变仪。 

本实用新型的可以获得如下有益效果： 

从实验装置(图1)可看出，测试出来的特性参数仅仅是左右试件之间的结合面部分特性，减少了测量的物理量的个数，而且采用的是直接测量法。 

为了便于对影响结合面动态特性的各基本影响因素进行研究，本实验装置保证试件易于更换、易于定位。 

由于仅仅是测试左右试件之间结合面的法向动态特性，所以能够保证结合面动态特性从实验装置系统的动态特性中较容易分离出来。 

附图说明

图1是本实用新型测试结合面法向动态特性的结构示意图； 

图2是左试件的主视图(左、右试件相同)。 

图3是左试件的左视图(左、右试件相同)。 

图中：1、左试件，2、应变螺栓，3、右试件，4、加速度传感器。