[发明专利]一种弹性元件动刚度及其两端载荷的获取方法

摘要

本发明公开了一种弹性元件动刚度及其两端载荷的获取方法，其步骤包括：1采集弹性元件主被动端振动响应；2在系统耦合状态下测试弹性元件在被动端子结构上各耦合点间的一组频响函数；3解耦系统，分别测试主、被动端子结构耦合点间各一组非耦合频响函数；4基于本发明的方法，由测得的三组频响函数计算弹性元件动刚度；5根据主被动端振动响应和动刚度识别弹性元件所传递的载荷力。本发明识别动刚度仅需测量一组耦合频响函数，从而能避免由于耦合处空间狭小、激振测试困难而需测量多组耦合频响函数的弊端。

主权项

1.一种弹性元件动刚度及其两端载荷的获取方法，是应用于由被动端子结构A和主动端子结构B通过一组弹性元件耦合而成的装配耦合系统中，将作用于主动端子结构B的激励力记为i(b)，将被动端子结构A在所述激励力i(b)作用下的振动响应记为o(a)，将弹性元件在被动端子结构A上的n个耦合点所构成集合记为c(a)，将弹性元件在主动端子结构B上的n个耦合点所构成集合记为c(b)，将所述装配耦合系统的频响函数记为H_S；其特征是，所述载荷识别方法是按如下步骤进行：步骤a、工况数据采集：利用加速度计采集所述弹性元件在主动端子结构B上的振动响应频谱列向量a_act(f)和被动端子结构A上的振动响应频谱列向量a_pas(f)，其中，f为振动频率；步骤b、系统耦合频响函数测试：在以所述主动端子结构B为振源的耦合状态下，采用锤击法测试弹性元件在被动端子结构A上的各耦合点两两间的耦合频响函数[H_S]_c(a)c(a)；步骤c、非耦合频响函数测试：将所述弹性元件从所述装配耦合系统中拆除后，采用锤击法分别测试所述弹性元件在被动端子结构A上的各耦合点两两间的非耦合频响函数[H_A]_c(a)c(a)、所述弹性元件在主动端子结构B上的各耦合点两两间的非耦合频响函数[H_B]_c(b)c(b)；步骤d、耦合动刚度识别：根据子结构基本方程中等式两边矩阵的第二行第二列元素，建立如式(1)所示的关系式：[H_S]_c(a)c(a)＝[H_A]_c(a)c(a)‑[H_A]_c(a)c(a)([D]+[K_C]^‑1)^‑1[H_A]_c(a)c(a)   (1)式(1)中，[D]为被动端子结构A和主动端子结构B的非耦合频响函数矩阵之和，即[D]＝[H_A]_c(a)c(a)+[H_B]_c(b)c(b)；[K_C]为弹性元件的的动刚度矩阵；对式(1)进行求解，从而得到如式(2)所示的动刚度矩阵[K_C]：式(2)中，[I]为同阶单位矩阵；步骤f、载荷识别：利用式(3)估计载荷力[F(f)]：