CN103226061A - 单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置，其包括：两个拉杆、螺栓、两个连接板、有孔压块、感应法兰、至少一个位移传感器、定位法兰、压块、螺栓组件和凸台。拉杆和连接板焊接在一起，有孔压块和压块设置在两个连接板之间，连接板和压块通过螺栓的螺纹连接，螺栓组件穿过有孔压块和压块端面的通孔固定两个压块；感应法兰焊接在有孔压块的凸台上，定位法兰焊接在压块的凸台上，位移传感器固定在定位法兰上。本发明提高了实验的精确度，保证了对迟滞实验过程中结合面处的变形更准确的实时监控和记录。

Description

单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置

技术领域

本发明属于机械设计与数字化制造领域，涉及一种结合面法向迟滞特性的实验装置，特别是涉及单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置。

背景技术

现在的各类机械，一般都不是一个整体，而是由多个零部件组装而成，零部件之间相互接触的表面即为结合面，结合面间存在接触刚度和接触阻尼。对于由刚性零部件组成的机器，其总阻尼值的90%以上来源于结合面阻尼，因此结合面的接触阻尼研究无论从理论上还是实际生产中具有十分重要的意义。

影响栓接结合面的阻尼的因素有很多，很难用精确的公式得到阻尼的大小，因此要采用实验的方法进行研究。现在有很多学者对结合面的阻尼给予了关注，并进行了大量的工作。目前，研究机构或者高校的实验机构有待改进的地方：得到的实验数据的精度有待提高，实验曲线图不够完好。

综上可知，设计操作方便、能够采集到可靠实验数据，得到更完好的迟滞曲线图的实验装置很有必要。

发明内容

针对以上要求，本发明的目的在于提供一种操作简单，能够精确采集实验过程中的数据，并且能够进行重复试验的单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置。

为实现以上目的，该实验装置采用了以下技术方案：

一种单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置，其特征在于：

包括两个拉杆1、螺栓2、两个连接板3、有孔压块4、感应法兰5、至少一个位移传感器6、定位法兰7、压块8、螺栓组件9和凸台10；拉杆1和连接板3焊接在一起，拉杆1的轴心对正连接板3的中心焊接；两个拉杆1对称分布，两个连接板3也是对称分布；有孔压块4和压块8设置在两个连接板之间，连接板3和有孔压块4通过螺栓2的螺纹连接；有孔压块4和压块8为圆柱形，有孔压块4和压块8的圆形接触面构成结合面，螺栓组件9穿过有孔压块4和压块8轴心处与上述结合面垂直的通孔固定两个压块，保证两个压块的轴心重合；螺栓组件9中的螺栓的头部预埋了应变片；应变片上的引出线通过有孔压块4侧面的通孔引出；有孔压块4和压块8的外圆周面靠近结合面处分别有一圈连续凸台10，感应法兰5焊接在有孔压块4的凸台10上，定位法兰7焊接在压块8的凸台10上；位移传感器6固定在定位法兰7上，且位移传感器6的轴线与压块的轴线平行。

进一步，定位法兰7的边缘隔120°夹角均布三个豁口；定位法兰7和感应法兰5的边缘均去掉一部分。

以上的实验装置具有以下优点：拉杆和连接板焊接在一起，加工方便，工作可靠。加在拉杆上的外加力的中心与压紧结合面的螺栓组件的轴心重合，减少了弯矩对实验数据的影响。定位法兰上均布的三个豁口，方便了位移传感器的拆装，在结合面周围均布的三个位移传感器同时采集实验数据，减小了得到的实验数据的误差。定位法兰和感应法兰的一端均去掉一部分，方便实验装置用螺栓组件压紧时的装卡定位。螺栓组件中的螺栓头部预埋的应变片上的引出线与人机交互界面连接，精确的控制施加在结合面上的压力。

附图说明

图1为本发明实验装置的部分剖视图；

图2为本发明实验装置的左视图；

图3为有孔压块4的剖视图

图4为有孔压块4的俯视图；

图5为连接板3的俯视图；

图6为定位法兰7的俯视图；

图7为本发明实验装置的应用示意图。

图中1、拉杆，2、螺栓，3、连接板，4、有孔压块，5、感应法兰，6、位移传感器，7、定位法兰，8、压块，9、螺栓组件，10、凸台。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1、2分别为单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置的部分剖视图和左视图，该装置由两个拉杆1、八个螺栓2、两个连接板3、有孔压块4、感应法兰5、至少一个位移传感器6、定位法兰7、压块8、螺栓组件9和凸台10构成。

拉杆1的轴心和连接板3的中心对正焊接在一起，两个拉杆1对称分布，两个连接板3也是对称分布；连接板3和有孔压块4及压块8通过螺栓3的螺纹连接；有孔压块4和压块8相互接触的圆形表面构成结合面，有孔压块4侧面有一通孔。螺栓组件9穿过有孔压块4和压块8轴心处与结合面垂直的通孔固定两个压块，螺栓组件9中的螺栓中预埋了应变片，应变片上的引出线通过有孔压块4的侧面通孔引出连接到电桥上。感应法兰5采用点焊的方式焊接在有孔压块4的凸台10上，定位法兰7亦采用点焊的方式焊接在压块8上。位移传感器6放置在定位法兰7的豁口处，用传感器上配套的定位螺母分别压紧在定位法兰的两个面，装卡时保证位移传感器6的轴线与压块的轴线平行。

图3、图4分别为有孔压块的剖视图和俯视图，有孔压块的侧面有一个通孔，外圆周面有一圈凸台。

图5为连接板的俯视图，连接板上均布四个通孔。

图6为定位法兰的俯视图，法兰边缘均布三个豁口。

图7为单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置的应用示意图。实验装置按照图1装配好后，装卡在材料试验机上，试验机的卡头夹紧拉杆的两端施加交变载荷。试验机中内置的力传感器上的引出线连接到LMS输入端口上；钢结构用高强度大六角头螺栓中预埋的应变片上的引出线通过有孔压块侧面的孔与电桥连接，电桥与应变仪连接，应变仪的输出端与LMS的另一个输入端口连接，位移传感器的引出线连接到LMS的其它三个输入端口上。LMS的输出端口与人机交互界面连接，采集到的数据通过人机交互界面显示并存储。操作人员通过人机交互界面，控制加载在实验装置上交变载荷的大小、类型以及对应变仪的控制。

Claims (2)

1.一种单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置，其特征在于：

包括两个拉杆（1）、螺栓（2）、两个连接板（3）、有孔压块（4）、感应法兰（5）、至少一个位移传感器（6）、定位法兰（7）、压块（8）、螺栓组件（9）和凸台（10）；拉杆（1）和连接板（3）焊接在一起，拉杆（1）的轴心对正连接板（3）的中心焊接；两个拉杆（1）对称分布，两个连接板（3）也是对称分布；有孔压块（4）和压块（8）设置在两个连接板之间，连接板（3）和有孔压块（4）通过螺栓（2）的螺纹连接；有孔压块（4）和压块（8）为圆柱形，有孔压块（4）和压块（8）的圆形接触面构成结合面，螺栓组件（9）穿过有孔压块（4）和压块（8）轴心处与上述结合面垂直的通孔固定两个压块，保证两个压块的轴心重合；螺栓组件（9）中的螺栓的头部预埋了应变片；应变片上的引出线通过有孔压块（4）侧面的通孔引出；有孔压块（4）和压块（8）的外圆周面靠近结合面处分别有一圈连续凸台（10），感应法兰（5）焊接在有孔压块（4）的凸台（10）上，定位法兰（7）焊接在压块（8）的凸台（10）上；位移传感器（6）固定在定位法兰（7）上，且位移传感器（6）的轴线与压块的轴线平行。

2.根据权利要求1中所述的一种单螺栓固定结合面的法向迟滞特性测试实验装置，其特征在于：

定位法兰（7）的边缘隔120°夹角均布三个豁口；定位法兰（7）和感应法兰（5）的边缘均去掉一部分。

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