[发明专利]一种运动物体接触载荷的测量装置及测量方法

说明书

本发明涉及一种运动物体接触载荷的测量装置及测量方法，包括活塞杆，所述活塞杆一端安装有活塞，所述活塞同活塞杆一起伸入一端开口的套筒中，所述活塞的外周与套筒内壁接触配合，所述活塞通过滑移载荷测量装置与活塞杆连接，所述套筒开口处端面位置安装有固定载荷测量装置，所述滑移载荷测量装置测量滑移运动中活塞与活塞杆的接触力，所述固定载荷测量装置测量活塞杆和套筒开口处端面在相对运动过程中的接触力，从而实现工件在运动过程中接触载荷的动态测量，准确感知工件实际运行过程中的力学环境，便于提高结构设计精细化程度，开展优化设计，同时为相关试验设计的开展提供一种技术方案。

技术领域

本发明涉及载荷实验与测试技术领域，尤其是一种运动物体接触载荷的测量装置及测量方法。

背景技术

工件在运行过程中的载荷是结构设计优化过程中关注的一项重要参数，传统的设计方法是对工件的运行环境进行简化，通过静态强度试验或数值仿真得到各部件单独受力情况后乘以一定安全系数，然后进行设计和优化的方法，这种方法可以一定范围内保证工件结构安全性，对于工件实际运动过程中受到的局部载荷，特别是接触载荷，这种方法是无法获得的，因此缺乏一定的准确性，而接触载荷是造成工件磨损与损坏的首要原因，从而造成了工件实际使用寿命的缩短以及材料的浪费。因此，提高设计精细化程度，需要准确获取工件在运行过程中接触位置的局部受力情况，有必要建立一种测量方法，获取局部接触载荷，为结构设计与优化提供依据。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中无法获得类似活塞-套筒滑移结构实际运动过程中的局部载荷，特别是接触载荷的情况，提供一种合理运动物体接触载荷的测量装置及测量方法，从而实现工件在运动过程中接触载荷的动态测量，准确感知工件实际运行过程中的力学环境，便于提高结构设计精细化程度，开展优化设计，同时为相关试验设计的开展提供一种技术方案。

本发明所采用的技术方案如下：

一种运动物体接触载荷的测量装置，包括活塞杆，所述活塞杆一端安装有活塞，所述活塞同活塞杆一起伸入一端开口的套筒中，所述活塞的外周与套筒内壁接触配合，所述活塞通过滑移载荷测量装置与活塞杆连接，所述套筒开口处端面位置安装有固定载荷测量装置，所述滑移载荷测量装置测量滑移运动中活塞与活塞杆的接触力，所述固定载荷测量装置测量活塞杆和套筒开口处端面在相对运动过程中的接触力。

其进一步技术方案在于：

所述滑移载荷测量装置的结构为：包括滑移测量本体，所述滑移测量本体上安装有应变敏感元件。

所述固定载荷测量装置的结构为：包括固定测量本体，所述固定测量本体上安装有应变敏感元件。

所述固定载荷测量装置的中部设置有通孔，所述通孔内部穿有活塞杆，通孔的内壁面与活塞杆外壁面互相配合。

所述滑移测量本体为中空薄壁结构，滑移测量本体的两端分别设置与活塞和活塞杆配合的安装结构，沿垂直于活塞运动方向在滑移测量本体中部开有厚度小于滑移测量本体内壁的削弱槽，所述削弱槽的两侧分别设置有第一通槽和第二通槽，所述削弱槽上安装有多个间隔的应变敏感元件。

所述第一通槽和第二通槽沿滑移测量本体的外周均匀间断设置，且所述第一通槽和第二通槽上相邻区域的间断处交错布置，应变敏感元件安装于第一通槽间断处相邻的削弱槽底面。

所述固定测量本体的上下端面平行设置，呈环状，所述固定测量本体设置有沿水平轴线对称布置的安装面，所述安装面上设置有多个螺栓孔，所述螺栓孔和安装面与套筒的开口处端面配合安装，套筒的开口处端面设置有整圈与螺栓孔对应的配装孔，位于安装面的两端固定测量本体上对称开有沉孔，所述沉孔的两侧分别设置有长隔离通槽和短隔离通槽，所述安装面的内环位置设置有弧状的隔离通槽，所述隔离通槽的端部与短隔离通槽连通，所述沉孔底面安装有应变敏感元件，所述固定测量本体的外周面开有穿线孔，所述穿线孔与沉孔连通。