一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台的利记博彩app
【专利摘要】一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台，上下支撑板通过立柱连接为一体，千斤顶固定在下支撑板内，压力传感器、下试件放置于千斤顶上，下试件上方正对上试件，下切向刚度测试垫块紧贴下试件及上试件的两侧面，通过螺栓、螺母连接，螺栓头底下垫有螺栓预紧力测量传感器，电涡流传感器固定在下试件的向前向后伸出的两个梁上，并且正对上试件的向前向后伸出的两个梁，调整螺杆通过螺纹旋入螺杆导套中，上试件嵌入到试件固定套中，上试件的上方有圆弧面，试件固定套中与之对应面为平面，通过改变被测试件装配关系，使得试件的法向接触刚度及切向接触刚度在同一装置中实现，提高了设备利用率，节约了成本，并提高了测试效率。
【专利说明】一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台
【技术领域】
[0001]本发明属于测量【技术领域】，具体涉及一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台。
【背景技术】
[0002]在机床、燃气轮机、汽车发动机等复杂机械系统中存在大量的结合面，它们破坏了机械系统结构的连续性，在很大程度上影响了机械系统的整机性能。结合面的连接特性呈现出一定的非线性，将结合面特性参数模型引入系统整机建模过程可以有效地提高产品设计阶段的整机性能预测能力。因此，准确构建结合面特性参数模型将为复杂机械部件结合面优化设计提供理论基础。结合面法向及切向接触刚度作为结合面重要特性参数之一，其准确程度将直接影响结合面参数特性模型。结合面的接触刚度与两接触表面的表面形貌及接触状态有关，因此研究结合面的形貌及接触状态对结合面接触刚度的影响规律将有助于准确确定结合面特性参数模型。
[0003]目前针对机械结合面静态法向接触刚度及切向接触刚度一般采取单独的法向接触刚度实验台或切向接触刚度实验台来进行实验，需要两套实验机构。因为不能在同一机构上实现机械结合面法向接触刚度及切向接触刚度的测量，所以现存结合面接触刚度测量装置存在功能简单，效率低下的特点。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台，使得试件的法向接触刚度及切向接触刚度在同一装置中实现。
[0005]为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0006]一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台，包括上支撑板2-1和下支撑板2-2，上支撑板2-1通过左边立柱9-1、右边立柱9-2与下支撑板2_2连接为一体，千斤顶10固定在下支撑板2-2内，压力传感器11放置于千斤顶10上，压力传感器罩12将压力传感器11罩住，压力传感器罩12用螺栓连接在下支撑板2-2上，压力传感器顶帽13放置在压力传感器11顶部，保护压力传感器11头部并桥接压力传感器11与下试件14，下试件14上方正对上试件5，下试件14与上试件5之间保留有l_2mm间隙，第一切向刚度测试垫块8-1紧贴下试件14及上试件5的左侧面，第二切向刚度测试垫块8-2紧贴下试件14及上试件5的右侧面，第一高强螺栓6-1螺栓头底下垫有第一螺栓预紧力测量传感器15-1，并且第一高强螺栓6-1穿过第一切向刚度测试垫块8-1、上试件5、第二切向刚度测试垫块8-2中的通孔，与第一螺母7-1的螺纹连接，第一高强螺栓6-1与第一切向刚度测试垫块8-1、上试件5、第二切向刚度测试垫块8-2的通孔内壁均留有间隙，第二高强螺栓6-2螺栓头底下垫有第二螺栓预紧力测量传感器15-2，并且第二高强螺栓6-2穿过第一切向刚度测试垫块8-1、下试件14、第二切向刚度测试垫块8-2中的通孔，与第二螺母7-2的螺纹连接，第二高强螺栓6-2与第一切向刚度测试垫块8-1、下试件14、第二切向刚度测试垫块8-2的通孔内壁均留有间隙，第一电涡流传感器18-1、第二电涡流传感器18-2固定在下试件14的向前向后伸出的两个梁上，并且正对上试件5的向前向后伸出的两个梁，第一电涡流传感器18-1、第二电涡流传感器18-2上表面均与上试件5伸出的两个梁下表面保持1-1.5mm距离，螺杆导套17通过螺栓连接到上支撑板2-1上，调整螺杆I通过螺纹旋入螺杆导套17中，工作时螺杆导套17顶住试件固定套4，试件固定套4装入中空导向套16中，并可在中空导向套16中滑动，中空导向套16固定在上支撑板2-1上，第一锁紧螺钉3-1及第二锁紧螺钉3-2在安装过程中固定试件固定套4，上试件5嵌入到试件固定套4中，上试件5的上方有圆弧面,试件固定套4中与之对应面为平面。
[0007]测量结合面切向接触刚度时，被测结合面为第一切向刚度测试垫块8-1与下试件
14、上试件5的第一切向结合面19-1，以及第二切向刚度测试垫块8-2与下试件14、上试件5的第二切向结合面19-2，测量法向结合面接触刚度时需将第一高强螺栓6-1、第二高强螺栓6-2、第一螺母7-1、第二螺母7-2、第一切向刚度测试垫块8-1、第二切向刚度测试垫块8-2及第一螺栓预紧力传感器15-1、第二螺栓预紧力传感器15-2拆除，调节试件固定套4在中空导向套16内的位置，并用调整螺杆I顶住，保持上试件5与下试件14没有间隙，此时被测结合面为上试件5与下试件14的法向结合面20。
[0008]进行结合面静态切向接触刚度的测量时，包括下列步骤:
[0009]I)按前述装配关系将所有组件装配成一个整体；
[0010]2)千斤顶10均匀加力，直至达到预定的最大压力，第一切向结合面19-1及第二切向结合面19-2上的切向力通过压力传感器11及电涡流传感器18测得，均匀采集力和变形数据；
[0011]3) 一组实验做完以后，重复上述步骤，更换下一组试件，得到多组不同类型的结合面法向接触刚度测量数据；进行数据后处理，得到每组试件结合面的压力-位移曲线，最终得到曲线各点处的斜率，也就是第一切向结合面19-1及第二切向结合面19-2的静态切向接触刚度。
[0012]进行结合面静态法向接触刚度的测量时，包括下列步骤:
[0013]I)测量法向结合面接触刚度时，将第一高强螺栓6-1、第二高强螺栓6-2、第一螺母7-1、第二螺母7-2、第一切向刚度测试垫块8-1、第二切向刚度测试垫块8-2及第一螺栓预紧力传感器15-1、第二螺栓预紧力传感器15-2拆除，调节试件固定套4在中空导向套16内的位置，并用调整螺杆顶住，保持上试件5与下试件14之间的法向结合面20压紧，此时被测结合面为法向结合面20 ；
[0014]2)千斤顶10均匀加力，直至达到预定的最大压力，法向结合面20处的变形分别通过压力传感器11及电涡流传感器18测得，均匀采集力和变形数据；
[0015]3) 一组实验做完以后，重复上述步骤，更换下一组试件，得到多组不同类型的结合面法向接触刚度测量数据；进行数据后处理，得到每组试件结合面的压力-位移曲线，最终得到曲线各点处的斜率，也就是法向结合面20间的静态法向接触刚度。
[0016]本发明的有益效果:
[0017](I)将机械结合面法向接触刚度测试及切向接触刚度测试综合到同一实验台，减少了机构重复，减少了不必要的设备加工费用及测试费用。[0018](2)将机械结合面切向接触刚度与法向接触刚度于同一实验台上实现，提高了结合面接触刚度性能测试效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的测量装置结构主视图。
[0020]图2为本发明的测量装置结构左视图。
[0021]图3为本发明测量结合面法向接触刚度时试件的受力分析图。
[0022]图4为本发明测量结合面切向接触刚度时试件的受力分析图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明做详细描述。
[0024]如图1、图2所示，一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台，包括上支撑板2-1和下支撑板2-2，上支撑板2-1通过左边立柱9-1、右边立柱9-2与下支撑板2-2连接为一体，千斤顶10固定在下支撑板2-2内，压力传感器11放置于千斤顶10上，压力传感器罩12将压力传感器11罩住，并起保护作用，压力传感器罩12用螺栓连接在下支撑板2-2上，压力传感器顶帽13放置在压力传感器11顶部，保护压力传感器11头部并桥接压力传感器11与下试件14，下试件14上方正对上试件5，下试件14与上试件5之间保留有1-2_间隙，第一切向刚度测试垫块8-1紧贴下试件14及上试件5的左侧面，第二切向刚度测试垫块8-2紧贴下试件14及上试件5的右侧面，第一高强螺栓6-1螺栓头底下垫有第一螺栓预紧力测量传感器15-1，并且第一高强螺栓6-1穿过第一切向刚度测试垫块8-1、上试件5、第二切向刚度测试垫块8-2中的通孔，与第一螺母7-1的螺纹连接，将第一切向刚度测试垫块8-1、上试件5、第二切向刚度测试垫块8-2压紧，第一高强螺栓6-1与第一切向刚度测试垫块8-1、上试件5、第二切向刚度测试垫块8-2的通孔内壁均留有间隙，第二高强螺栓6-2螺栓头底下垫有第二螺栓预紧力测量传感器15-2，并且第二高强螺栓6-2穿过第一切向刚度测试垫块8-1、下试件14、第二切向刚度测试垫块8-2中的通孔，与第二螺母7-2的螺纹连接，将第一切向刚度测试垫块8-1、下试件14、第二切向刚度测试垫块8-2压紧，第二高强螺栓6-2与第一切向刚度测试垫块8-1、下试件14、第二切向刚度测试垫块8-2的通孔内壁均留有间隙，第一电涡流传感器18-1、第二电涡流传感器18-2通过螺母固定在下试件14的向前向后伸出的两个梁上，并且正对上试件5的向前向后伸出的两个梁，第一电涡流传感器18-1、第二电涡流传感器18-2上表面均与上试件5伸出的两个梁下表面保持1-1.5mm距离，螺杆导套17通过螺栓连接到上支撑板2_1上，调整螺杆I通过螺纹旋入螺杆导套17中，工作时螺杆导套17顶住试件固定套4，试件固定套4装入中空导向套16中，并可在中空导向套16中滑动，中空导向套16固定在上支撑板2-1上，第一锁紧螺钉3-1及第二锁紧螺钉3-2在安装过程中固定试件固定套4，上试件5嵌入到试件固定套4中，上试件5的上方有圆弧面，试件固定套4中与之对应面为平面，因此上试件5可在试件固定套4中转动。
[0025]如图3、图4所示，测量结合面切向接触刚度时，被测结合面为第一切向刚度测试垫块8-1与下试件14、上试件5的第一切向结合面19-1，以及第二切向刚度测试垫块8-2与下试件14、上试件5的第二切向结合面19-2，测量法向结合面接触刚度时需将第一高强螺栓6-1、第二高强螺栓6-2、第一螺母7-1、第二螺母7-2、第一切向刚度测试垫块8-1、第二切向刚度测试垫块8-2及第一螺栓预紧力传感器15-1、第二螺栓预紧力传感器15-2拆除，调节试件固定套4在中空导向套16内的位置，并用调整螺杆I顶住，保持上试件5与下试件14没有间隙，此时被测结合面为上试件5与下试件14的法向结合面20。
[0026]进行结合面静态切向接触刚度的测量时，包括下列步骤:
[0027]I)按前述装配关系将所有组件装配成一个整体；
[0028]2)千斤顶10均匀加力，直至达到预定的最大压力，第一切向结合面19-1及第二切向结合面19-2上的切向力通过压力传感器11及电涡流传感器测得，均匀采集力和变形数据；
[0029]3)—组实验做完以后，重复上述步骤，更换下一组试件，得到多组不同类型的结合面法向接触刚度测量数据；进行数据后处理，得到每组试件结合面的压力-位移曲线，最终得到曲线各点处的斜率，也就是第一切向结合面19-1及第二切向结合面19-2的静态切向接触刚度。
[0030]进行结合面静态法向接触刚度的测量时，包括下列步骤:
[0031]I)测量法向结合面接触刚度时，将第一高强螺栓6-1、第二高强螺栓6-2、第一螺母7-1、第二螺母7-2、第一切向刚度测试垫块8-1、第二切向刚度测试垫块8-2及第一螺栓预紧力传感器15-1、第二螺栓预紧力传感器15-2拆除，调节试件固定套4在中空导向套16内的位置，并用调整螺杆顶住，保持上试件5与下试件14之间的法向结合面20压紧，此时被测结合面为法向结合面20 ；
[0032]2)千斤顶10均匀加力，直至达到预定的最大压力，法向结合面20处的变形分别通过压力传感器11及电涡流传感器测得，均匀采集力和变形数据；
[0033]3)—组实验做完以后，重复上述步骤，更换下一组试件，得到多组不同类型的结合面法向接触刚度测量数据；进行数据后处理，得到每组试件结合面的压力-位移曲线，最终得到曲线各点处的斜率，也就是法向结合面20间的静态法向接触刚度。
【权利要求】
1.一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台，包括上支撑板(2-1)和下支撑板(2-2)，其特征在于:上支撑板(2-1)通过左边立柱(9-1)、右边立柱(9-2)与下支撑板(2-2)连接为一体，千斤顶(10)固定在下支撑板(2-2)内，压力传感器(11)放置于千斤顶(10)上，压力传感器罩(12)将压力传感器(11)罩住，压力传感器罩(12)连接在下支撑板(2-2)上，压力传感器顶帽(13)放置在压力传感器(11)顶部，保护压力传感器(11)头部并桥接压力传感器(11)与下试件(14)，下试件(14)上方正对上试件(5)，下试件(14)与上试件(5)之间保留有l_2mm间隙，第一切向刚度测试垫块(8-1)紧贴下试件(14)及上试件(5)的左侧面，第二切向刚度测试垫块(8-2)紧贴下试件(14)及上试件(5)的右侧面，第一高强螺栓(6-1)螺栓头底下垫有第一螺栓预紧力测量传感器(15-1)，并且第一高强螺栓(6-1)穿过第一切向刚度测试垫块(8-1)、上试件(5)、第二切向刚度测试垫块(8-2)中的通孔，与第一螺母(7-1)的螺纹连接，第一高强螺栓(6-1)与第一切向刚度测试垫块(8-1)、上试件(5)、第二切向刚度测试垫块(8-2)的通孔内壁均留有间隙，第二高强螺栓(6-2)螺栓头底下垫有第二螺栓预紧力测量传感器(15-2)，并且第二高强螺栓(6-2)穿过第一切向刚度测试垫块(8-1)、下试件(14)、第二切向刚度测试垫块(8-2)中的通孔，与第二螺母(7-2)的螺纹连接，第二高强螺栓(6-2)与第一切向刚度测试垫块(8-1)、下试件(14)、第二切向刚度测试垫块(8-2)的通孔内壁均留有间隙，第一电涡流传感器(18-1)、第二电涡流传感器(18-2)固定在下试件(14)的向前向后伸出的两个梁上，并且正对上试件(5)的向前向后伸出的两个梁，第一电涡流传感器(18-1)、第二电涡流传感器(18-2)上表面均与上试件(5)伸出的两个梁下表面保持1-1.5mm距离，螺杆导套(17)连接到上支撑板(2-1)上，调整螺杆(I)通过螺纹旋入螺杆导套(17)中，工作时螺杆导套(17)顶住试件固定套(4)，试件固定套(4)装入中空导向套(16)中，并可在中空导向套(16)中滑动，第一锁紧螺钉(3-1)及第二锁紧螺钉(3-2)在安装过程中固定试件固定套(4)，上试件(5)嵌入到试件固定套(4)中，上试件(5)的上方有圆弧面，试件固定套(4)中与之对应面为平面。
2.根据权利要求1所述的一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台，其特征在于:测量结合面切向接触刚度时，被测结合面为第一切向刚度测试垫块(8-1)与下试件(14)、上试件(5)的第一切向结合面(19-1)，以及第二切向刚度测试垫块(8-2)与下试件(14)、上试件(5)的第二切向结合面(19-2)，测量法向结合面接触刚度时需将第一高强螺栓(6-1)、第二高强螺栓(6-2)、第一螺母(7-1)、第二螺母(7-2)、第一切向刚度测试垫块(8-1)、第二切向刚度测试垫块(8-2)及第一螺栓预紧力传感器(15-1)、第二螺栓预紧力传感器(15-2)拆除，调节试件固定套(4)在中空导向套(16)内的位置，并用调整螺杆(I)顶住，保持上试件(5)与下试件(14)没有间隙，此时被测结合面为上试件(5)与下试件(14)的法向结合面(20)。
3.根据权利要求2所述的一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台，其特征在于:进行结合面静态切向接触刚度的测量时，包括下列步骤: 1)按前述装配关系将所有组件装配成一个整体； 2)千斤顶(10)均匀加力，直至达到预定的最大压力，第一切向结合面(19-1)及第二切向结合面(19-2)上的切向力通过压力传感器(11)及电涡流传感器测得，均匀采集力和变形数据； 3)—组实验做完以后，重复 上述步骤，更换下一组试件，得到多组不同类型的结合面法向接触刚度测量数据；进行数据后处理，得到每组试件结合面的压力-位移曲线，最终得到曲线各点处的斜率，也就是第一切向结合面(19-1)及第二切向结合面(19-2)的静态切向接触刚度。
4.根据权利要求2所述的一种测量机械结合面法向及切向接触刚度的综合实验台，其特征在于:进行结合面静态法向接触刚度的测量时，包括下列步骤: 1)测量法向结合面接触刚度时，将第一高强螺栓(6-1)、第二高强螺栓(6-2)、第一螺母(7-1)、第二螺母(7-2)、第一切向刚度测试垫块(8-1)、第二切向刚度测试垫块(8-2)及第一螺栓预紧力传感器(15-1)、第二螺栓预紧力传感器(15-2)拆除，调节试件固定套(4)在中空导向套(16)内的位置，并用调整螺杆顶住，保持上试件(5)与下试件(14)之间的法向结合面(20 )压紧，此时被测结合面为法向结合面(20 ); 2)千斤顶(10)均匀加力，直至达到预定的最大压力，法向结合面(20)处的变形分别通过压力传感器(11)及电涡流传感器测得，均匀采集力和变形数据； 3)—组实验做完以后，重复上述步骤，更换下一组试件，得到多组不同类型的结合面法向接触刚度测量数据；进行数据后处理，得到每组试件结合面的压力-位移曲线，最终得到曲线各点处的斜率，也就是法向结合面(20 )间 的静态法向接触刚度。
【文档编号】G01N3/10GK103913385SQ201410131098
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】洪军, 蒋祥俊, 张进华, 王崴, 刘伟强, 朱林波, 屈云鹏 申请人:西安交通大学