[发明专利]一种隔振器动刚度测试方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及工程测试技术领域，具体涉及一种隔振器动刚度测试方法及其装置。

背景技术

隔振器的动刚度是其在动载荷作用下抵抗变形的能力，是关于频率的函数，通常具有明显的非线性特性，是描述隔振器减振性能的关键指标。动刚度测试是隔振器性能评价的重要内容，是隔振器在投入使用前通常必须进行的测试项目，目前具体测试手段包括激振法、锤击法等。但无论何种方法，都需要用质量块来模拟额定载荷或工作载荷，该质量块与隔振器共同组成一个弹簧质量系统，并利用激振设备（如疲劳机、振动台）对振动系统进行激励，但现有的大型激振设备价高量少，试验成本高，操作复杂，且不能同时兼顾载荷与频率范围；特别是当隔振器的额定载荷或工作载荷较大时，模拟弹簧质量系统需要很大的质量块，试验系统将变得极其笨拙，不仅增加试验成本和试验难度，甚至使试验无法实现，使得大载荷隔振器的动刚度测试受到很大限制。

中国实用新型专利橡胶动特性试验装置（93246144.1）和一种偏心轮式车用橡胶件动刚度测试实验系统（200910242412.5）可用来对本身刚度和额定载荷均较小的橡胶材料进行动刚度测试，实用新型专利动刚度测试装置（ZL201120190986.5）主要适用于房屋顶梁柱的动刚度测试。上述三者都不适用于大额定载荷隔振器的动刚度测试。

故，需要提供一种新的测试方法和装置。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种隔振器动刚度测试方法及其装置，该测试方法及其装置重点解决以下技术问题：

（1）现有的激振法、锤击法等测试方法都须利用等效质量块模拟隔振器上的额定载荷或工作载荷，当隔振器的额定载荷或工作载荷较大时，模拟额定载荷或工作载荷的质量块就必须很大，使试验系统变得极其笨拙，不仅增加试验成本和试验难度，甚至使试验无法实现；（2）现有测试方法需要利用振动台、疲劳试验机等作为激振设备，而此类设备都较昂贵，操作复杂，试验成本高，且能提供的激振力通常较小或者激振频率较低（两者不能兼得）；（3）现有的几种与动刚度测试相关的专利均不适用于大额定载荷隔振器的动刚度测试。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种隔振器动刚度测试方法，包括以下步骤：

（1）准备弹性简支梁和被测试的隔振器，所述弹性简支梁用来模拟静刚度为k₀、阻尼为c₀的弹簧，所述隔振器的静刚度为k、阻尼为c、质量为M；

利用静态加载装置分别对弹性简支梁和隔振器施加静载荷F，静载荷F的大小等于隔振器在隔振方向上承受的载荷，利用变形测量装置测试得到两者的变形分别为δ₀和δ；根据静刚度的定义得到两者的静刚度分别为

（2）将静态加载装置、组合式振动质量块、弹性简支梁和被测试的隔振器共同构成一个隔振方向上的单自由度阻尼振动系统，利用静态加载装置施加的静载荷F模拟隔振器在隔振方向承受的载荷m，F=mg，g为重力加速度；组合式振动质量块的质量为m′，m′≥10M；

（3）在组合式振动质量块的上方中心安装一个与振动测试系统连接的阻抗头，阻抗头两端分别与组合式振动质量块和直角弹性连杆牢固连接；

（4）利用激振器通过直角弹性连杆和阻抗头对单自由度阻尼振动系统进行激励，激励的力值为f′，此时阻抗头将激励力值f′和单自由度阻尼振动系统之加速度响应信号同时传输给振动测试系统，振动测试系统得到该单自由度阻尼振动系统的加速度响应频响函数A′，该频响函数A′为关于圆频率ω的函数：A′=A′(ω)；

（5）隔振器实际工作时与被隔振物体也构成一个单自由度阻尼振动系统，在频域内，隔振器的动刚度K_D可表示圆频率ω的函数，K_D=-mω²+jcω+k；