[发明专利]一种接触阻尼测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆部件测量技术领域，具体涉及一种接触阻尼测量装置及方法。

背景技术

轨道交通车辆门系统的虚拟样机模型是一个复杂的多体动力学仿真模型，其中，传动系统和导向系统中相对运动零部件间的接触对是影响建立虚拟样机模型精度的主要因素，而接触对本身的仿真精度，主要由接触刚度和接触阻尼决定。

目前，现有技术中对接触阻尼的测量方法，主要是采用间接测量法，就是测量某个物理量，然后通过该物理量和接触阻尼之间的关系，求得接触阻尼，例如对振动信号进行分析，提取谐振频率，通过谐振频率和阻尼间的对应关系得到接触阻尼值；又例如通过绘制“载荷-位移”曲线，即迟滞回线来表征接触阻尼特性。

但是，上述的间接测量方法，得到的接触阻尼值的精度取决于间接量的实验精度，后续数据推导过程中也会引入理想假设误差，最终得到的接触阻尼值的精度很难评估，而且，实验测得的接触阻尼值是用于仿真建模的，仿真中直接采用实验值，很难得到高精度的模型，如何解决上述的问题，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有的间接测量接触阻尼的方法，得到的接触阻尼值的精度很难评估的问题。本发明的接触阻尼测量装置及方法，对接触阻尼值进行直接测量，不需要数据推导，通过实验和仿真相结合的方法得到接触阻尼值，在获取接触阻尼参数的同时也能够对接触阻尼值进行仿真验证，在仿真模型中不再需要对接触阻尼值进行修正，尤其适用于轨道交通车辆门系统内接触对的接触阻尼测量，提高了仿真建模的精度，测量方便，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种接触阻尼测量装置，包括工作台、测量支架、摆臂组件、平板试件、球形试件、夹持组件、激光位移传感器和反射板，

所述测量支架安装在工作台上，所述摆臂组件的上端部铰接在测量支架的上部，所述平板试件安装在摆臂组件的下端部，所述平板试件上安装有反射板；

所述测量支架一侧的工作台上安装有夹持组件，所述球形试件固定在夹持组件上；

所述测量支架另一侧的工作台上安装有激光位移传感器，所述激光位移传感器用于接收反射板的反射光信号；

所述摆臂组件带动平板试件在测量支架的两侧往复运动，所述球形试件设置在平板试件的运行路径上，用于碰撞平板试件。

前述的一种接触阻尼测量装置，所述摆臂组件包括摆臂、摆臂配重，所述摆臂的上端部铰接在测量支架的上部，所述摆臂配重固定在述摆臂的下端部，所述平板试件固定在摆臂配重上。

前述的一种接触阻尼测量装置，所述反射板安装在平板试件靠近激光位移传感器的一侧面，所述平板试件的另一侧面，用于碰撞球形试件。

前述的一种接触阻尼测量装置，所述夹持组件包括夹持基座、夹持板，所述夹持基座安装在工作台上，所述夹持板将球形试件固定在夹持基座靠近测量支架的一侧面，便于球形试件接受平板试件的碰撞。

前述的一种接触阻尼测量装置，所述测量支架底部的两侧面均设置有加固块，所述加固块的截面为直角三角形形状，所述加固块的一条直角面紧贴工作台，另一条直角面紧贴对应的述测量支架底部侧面。

前述的一种接触阻尼测量装置，所述加固块中部为镂空形状。

基于接触阻尼测量装置的接触阻尼测量方法，包括以下步骤，

步骤（A），将测量支架上的夹持组件移开，拉动摆臂组件至激光位移传感器的一侧，将摆臂与竖直方向的角度为30度；

步骤（B），释放摆臂组件，让摆臂组件在测量支架上进行往复运动，平板试件与球形试件之间不发生碰撞，通过激光位移传感器接收反射板上的反射光信号，得到此过程中摆臂组件位移的摩擦衰减曲线A；

步骤（C），建立接触阻尼测量装置的仿真模型，在摆臂组件与测量支架之间建立旋转副，并在旋转副上添加摩擦力；

步骤（D），通过调整旋转副上摩擦系数的大小，得到与摩擦衰减曲线A相同的仿真曲线，得到此时对应的旋转副上的摩擦系数值，将接触阻尼测量装置仿真模型按照该摩擦系数值进行更新；

步骤（E），将夹持组件安装到测量支架上，再次拉动摆臂组件至激光位移传感器的一侧，将摆臂与竖直方向的角度为60度；

步骤（F），释放摆臂组件，让摆臂组件在测量支架上进行往复运动，此时，平板试件与球形试件之间发生碰撞，通过激光位移传感器接收反射板上的反射光信号，得到此过程中摆臂组件位移的摩擦衰减曲线B；