CN109141785B - 一种用于测量结合面参数的检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于检测技术领域，具体地说是涉及一种用于测量结合面弹簧系数及阻尼值的检测装置。包括两根立柱、设置于两根立柱间的横梁、第一测试试件、第二测试试件；所述第一测试试件的一端与第二测试试件的一端叠放且通过紧固螺栓相连；所述第一测试试件及第二测试试件分别通过各自的吊绳悬挂于横梁下方；两根立柱内侧各设置有一位移传感器，位移传感器用于测量与其位置相对应的测试试件与其所在的立柱间的距离；所述第一测试试件、第二测试试件上还分别均匀布设有多个加速度传感器。

Description

一种用于测量结合面参数的检测装置
技术领域
本发明属于检测技术领域，涉及一种用于测量结合面参数的检测装置，具体地说是涉及一种用于测量结合面弹簧系数及阻尼值的检测装置。
背景技术
结合面的接触刚度常常是机械结构整体刚度的重要组成部分，甚至成为整体刚度的薄弱环节，因此在研究机械结构的静动态特性时，必须充分考虑到结合面的接触刚度，通常的做法是将结合面等效为弹簧和阻尼的形式，这就需要通过应用振动测试仪和加速度传感器系统获得相关的数据，从而应用辨识公式计算出弹簧系数和阻尼值。
机床结合面通常涉及不同类型的材料，如铸铁、钢、混凝土等，在结合面参数测试过程中，需要将结合面试件悬挂起来，从而获得自由状态下的动态参数，而且在结合面特性实验测试过程中，需要根据实验系统的状态计算出最佳悬挂位置，现有技术中没有专门用于检测结合面的弹簧系数及阻尼值的检测装置。
发明内容
本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种用于测量结合面参数的检测装置，其可以在最佳悬挂位置的自由状态下测量出结合面的弹簧系数及阻尼值、进而可以建立结合面力学模型。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括两根立柱、设置于两根立柱间的横梁、第一测试试件、第二测试试件。
所述第一测试试件的一端与第二测试试件的一端叠放且通过紧固螺栓相连。
所述第一测试试件及第二测试试件分别通过各自的吊绳悬挂于横梁下方。
两根立柱内侧各设置有一位移传感器，位移传感器用于测量与其位置相对应的测试试件与其所在的立柱间的距离；所述第一测试试件、第二测试试件上还分别均匀布设有多个加速度传感器。
作为本发明的一种优选方案，所述两根立柱分别设置于各自的底座上。
作为本发明的另一种优选方案，所述横梁的一端与一立柱相连，横梁的另一端与另一立柱相连；且两立柱相互垂直，横梁垂直与立柱。
作为本发明的另一种优选方案，所述第一测试试件与第二测试试件的形状大小均相同。
作为本发明的另一种优选方案，所述的第一测试试件为金属试件，第二测试试件为混凝土试件。
作为本发明的另一种优选方案，所述横梁为一中空结构，该中空结构内设置有螺杆（或丝杆），该螺杆包括左螺杆、右螺杆；中空结构内、中间位置设置有两中部轴承：左中部轴承、右中部轴承；中空结构左端设置有左端部轴承，中空结构右端设置有右端部轴承；所述左螺杆通过左端部轴承、左中部轴承支承于横梁内，且左螺杆端部伸出左端部轴承外，伸出的一端上设置有便于手握的把手，该把手与左螺杆相连；所述右螺杆通过右端部轴承、左中部轴承支承于横梁内；且右螺杆端部伸出右端部轴承外，伸出的一端上设置有便于手握的把手，该把手与右螺杆相连。
作为本发明的另一种优选方案，所述横梁上设置有位置滑块；所述位置滑块分为左位置滑块、右位置滑块，两者结构相同，均包括驱动螺母（或丝母）及调整滑块，且驱动螺母与调整滑块相连；左位置滑块的调整滑块设置于横梁外、与横梁滑动连接；左位置滑块的驱动螺母与左螺杆传动连接，手动转动左螺杆的把手，左螺杆旋转带动驱动螺母向左或向右移动，带动滑块沿横梁移动；右位置滑块的调整滑块设置于横梁外、与横梁滑动连接；右位置滑块的驱动螺母与右螺杆传动连接，手动转动右螺杆的把手，右螺杆旋转带动驱动螺母向左或向右移动，带动滑块沿横梁移动。
作为本发明的另一种优选方案，所述横梁上还设置有位置标尺；通过位移传感器调整结合面第一测试试件和第二测试试件的位置，使其两端距立柱的尺寸相一致，用以确定第一测试试件和第二测试试件的中心位置，以中心位置为坐标原点，通过位置滑块调整吊绳在第一测试试件和第二测试试件上的位置，以位置标尺直观显示其坐标，从而到达最佳悬挂点的位置；通过（扭矩扳手）调整紧固螺栓，确定螺栓的预紧力；通过加速度传感器获得每个采集点的加速度信息，最终应用振动测试仪获得结构的频响函数。
作为本发明的另一种优选方案，与第一测试试件相连的吊绳与左位置滑块通过吊绳孔相连，且左位置滑块上设置有吊绳压片用于压紧吊绳；与第二测试试件相连的吊绳与右位置滑块通过吊绳孔相连，且右位置滑块上设置有吊绳压片用于压紧吊绳。
作为本发明的另一种优选方案，所述吊绳压片包括压片头及与压片头相连的杆体，所述杆体与调整滑块螺纹相连，调整滑块上设置有螺纹孔，调节杆体伸入调整滑块的长度，压片头相对调整滑块上下移动，压紧或松开压片头下的吊绳。
与现有技术相比本发明有益效果。
本发明可以在最佳悬挂位置的自由状态下测量出结合面的弹簧系数及阻尼值、进而可以建立结合面的力学模型。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明横梁及螺杆结构示意图。
图3是本发明驱动螺母结构示意图。
图中，1为横梁、2为立柱一、3为立柱二、4为底座一、5为底座二、6为第一测试试件、7为第二测试试件、8为紧固螺栓、9为位置标尺、10为吊绳一、11为吊绳二、12为位移传感器一、13为位移传感器二、14为加速度传感器、15为左中部轴承、16为右中部轴承、17为左螺杆、18为左端部轴承、19为把手、20为调整滑块、21为锁止螺母、22为吊绳压片、23为吊绳孔、24为驱动螺母。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明包括两根立柱、设置于两根立柱间的横梁1、第一测试试件6、第二测试试件7；所述第一测试试件6的一端与第二测试试件7的一端叠放且通过紧固螺栓8相连；所述第一测试试件6及第二测试试件7分别通过各自的吊绳悬挂于横梁1下方；吊绳一10用于悬挂第一测试试件6，吊绳二11用于悬挂第二测试试件7。
两根立柱内侧各设置有一位移传感器，位移传感器用于测量与其位置相对应的测试试件与其所在的立柱间的距离；位移传感器一12用于测量第一测试试件6与立柱一2的距离，位移传感器二13用于测量第二测试试件7与立柱二3的距离。
所述第一测试试件6、第二测试试件7上还分别均匀布设有多个加速度传感器14。
优选地，所述两根立柱分别设置于各自的底座上。立柱一2设置于底座一4上，立柱二3设置于底座二5上。
优选地，所述横梁1的一端与一立柱相连，横梁1的另一端与另一立柱相连；且两立柱相互垂直，横梁1垂直与立柱。
优选地，所述第一测试试件6与第二测试试件7的形状大小均相同。
优选地，所述的第一测试试件6为金属试件，第二测试试件7为混凝土试件。
优选地，所述横梁1为一中空结构，该中空结构内设置有螺杆（或丝杆），该螺杆包括左螺杆17、右螺杆；中空结构内、中间位置设置有两中部轴承：左中部轴承15、右中部轴承16；中空结构左端设置有左端部轴承18，中空结构右端设置有右端部轴承；所述左螺杆17通过左端部轴承18、左中部轴承15支承于横梁1内，且左螺杆17端部伸出左端部轴承18外，伸出的一端上设置有便于手握的把手19，该把手19与左螺杆17相连；所述右螺杆通过右端部轴承、左中部轴承15支承于横梁1内；且右螺杆端部伸出右端部轴承外，伸出的一端上设置有便于手握的把手19，该把手19与右螺杆相连。
优选地，所述横梁1上设置有位置滑块；所述位置滑块分为左位置滑块、右位置滑块，两者结构相同，均包括驱动螺母24（或丝母）及调整滑块20，且驱动螺母24与调整滑块20相连；左位置滑块的调整滑块20设置于横梁1外、与横梁1滑动连接；左位置滑块的驱动螺母24与左螺杆17传动连接，手动转动左螺杆17的把手19，左螺杆17旋转带动驱动螺母24向左或向右移动，带动滑块沿横梁1移动；右位置滑块的调整滑块20设置于横梁1外、与横梁1滑动连接；右位置滑块的驱动螺母24与右螺杆传动连接，手动转动右螺杆的把手19，右螺杆旋转带动驱动螺母24向左或向右移动，带动滑块沿横梁1移动。
优选地，所述横梁1上还设置有位置标尺9；通过位移传感器调整结合面第一测试试件6和第二测试试件7的位置，使其两端距立柱的尺寸相一致，用以确定第一测试试件6和第二测试试件7的中心位置，以中心位置为坐标原点，通过位置滑块调整吊绳在第一测试试件6和第二测试试件7上的位置，以位置标尺9直观显示其坐标，从而到达最佳悬挂点的位置；通过（扭矩扳手）调整紧固螺栓8，确定螺栓的预紧力；通过加速度传感器14获得每个采集点的加速度信息，最终应用振动测试仪获得结构的频响函数。
优选地，与第一测试试件6相连的吊绳与左位置滑块通过吊绳孔23相连，且左位置滑块上设置有吊绳压片22用于压紧吊绳；与第二测试试件7相连的吊绳与右位置滑块通过吊绳孔23相连，且右位置滑块上设置有吊绳压片22用于压紧吊绳。
优选地，所述吊绳压片22包括压片头及与压片头相连的杆体，所述杆体与调整滑块20螺纹相连，调整滑块20上设置有螺纹孔，调节杆体伸入调整滑块20的长度，压片头相对调整滑块20上下移动，压紧或松开压片头下的吊绳。
优选地，所述位置滑块上还设置有用于锁定调整滑块20位置的锁止螺母21；螺杆靠轴承支承，通过旋转把手19带动螺杆调整驱动螺母24相对于螺杆的位置，完成调整滑块20相对于横梁1的位置，当调整滑块20到达指定的刻度时，旋转锁止螺母21固定调整滑块20。吊绳的一侧从吊绳孔23中穿入，通过吊绳压片22锁紧吊绳，从而根据试件的尺寸调整吊绳的长度。
具体地，第一测试试件6与第二测试试件7相对的一端以叠至的形式搭接在一起并由紧固螺栓8紧固连接，所述的横梁1上装有位置标尺9，横梁1上还装有两根吊绳，第一测试试件6和第二测试试件7分别吊装在这两根吊绳上，所述两根立柱的相对内测分别装有用于测量第一测试试件6和第二测试试件7与这两根立柱之间距离的位移传感器。通过位移传感器调整结合面第一测试试件6和第二测试试件7的位置，使其两端距立柱的尺寸相一致，用以确定第一测试试件6和第二测试试件7的中心位置，以中心位置为坐标原点，通过位置标尺9调整吊绳在第一测试试件6和第二测试试件7上的位置，从而到达最佳悬挂点的位置。通过扭矩扳手调整螺栓，确定螺栓的预紧力，通过加速度传感器14获得每个采集点的加速度信息，最终应用振动测试仪获得结构的频响函数。
更为具体地，采用上述结构的用于测量结合面弹簧系数及阻尼值的检测装置，通过应用振动理论知识可计算测试试件的最佳激励点和最佳悬挂位置，通过试件上的加速度传感器14，应用振动测试仪可获得结构的频响函数，将该频响函数导入结合面辨识方程即可完成在最佳悬挂位置的自由状态下对结合面弹簧系数（k）和阻尼值（C）的测量，将结合面参数代入到系统模型中即可完成考虑结合面影响的系统力学模型的建立。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于测量结合面参数的检测装置，包括两根立柱、设置于两根立柱间的横梁、第一测试试件、第二测试试件；其特征在于，所述第一测试试件的一端与第二测试试件的一端叠放且通过紧固螺栓相连；
所述第一测试试件及第二测试试件分别通过各自的吊绳悬挂于横梁下方；
两根立柱内侧各设置有一位移传感器，位移传感器用于测量与其位置相对应的测试试件与其所在的立柱间的距离；所述第一测试试件、第二测试试件上还分别均匀布设有多个加速度传感器；
所述两根立柱分别设置于各自的底座上；
所述横梁的一端与一立柱相连，横梁的另一端与另一立柱相连；且两立柱相互垂直，横梁垂直与立柱；
所述第一测试试件与第二测试试件的形状大小均相同；
所述的第一测试试件为金属试件，第二测试试件为混凝土试件；
所述横梁为一中空结构，该中空结构内设置有螺杆，该螺杆包括左螺杆、右螺杆；中空结构内、中间位置设置有两中部轴承：左中部轴承、右中部轴承；中空结构左端设置有左端部轴承，中空结构右端设置有右端部轴承；所述左螺杆通过左端部轴承、左中部轴承支承于横梁内，且左螺杆端部伸出左端部轴承外，伸出的一端上设置有便于手握的把手，该把手与左螺杆相连；所述右螺杆通过右端部轴承、左中部轴承支承于横梁内；且右螺杆端部伸出右端部轴承外，伸出的一端上设置有便于手握的把手，该把手与右螺杆相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量结合面参数的检测装置，其特征在于：所述横梁上设置有位置滑块；所述位置滑块分为左位置滑块、右位置滑块，两者结构相同，均包括驱动螺母及调整滑块，且驱动螺母与调整滑块相连；左位置滑块的调整滑块设置于横梁外、与横梁滑动连接；左位置滑块的驱动螺母与左螺杆传动连接，手动转动左螺杆的把手，左螺杆旋转带动驱动螺母向左或向右移动，带动滑块沿横梁移动；右位置滑块的调整滑块设置于横梁外、与横梁滑动连接；右位置滑块的驱动螺母与右螺杆传动连接，手动转动右螺杆的把手，右螺杆旋转带动驱动螺母向左或向右移动，带动滑块沿横梁移动。
3.根据权利要求2所述的一种用于测量结合面参数的检测装置，其特征在于：所述横梁上还设置有位置标尺；通过位移传感器调整结合面第一测试试件和第二测试试件的位置，使其两端距立柱的尺寸相一致，用以确定第一测试试件和第二测试试件的中心位置，以中心位置为坐标原点，通过位置滑块调整吊绳在第一测试试件和第二测试试件上的位置，以位置标尺直观显示其坐标，从而到达最佳悬挂点的位置；通过调整紧固螺栓，确定螺栓的预紧力；通过加速度传感器获得每个采集点的加速度信息，最终应用振动测试仪获得结构的频响函数。
4.根据权利要求3所述的一种用于测量结合面参数的检测装置，其特征在于：与第一测试试件相连的吊绳与左位置滑块通过吊绳孔相连，且左位置滑块上设置有吊绳压片用于压紧吊绳；与第二测试试件相连的吊绳与右位置滑块通过吊绳孔相连，且右位置滑块上设置有吊绳压片用于压紧吊绳。
5.根据权利要求4所述的一种用于测量结合面参数的检测装置，其特征在于：所述吊绳压片包括压片头及与压片头相连的杆体，所述杆体与调整滑块螺纹相连，调整滑块上设置有螺纹孔，调节杆体伸入调整滑块的长度，压片头相对调整滑块上下移动，压紧或松开压片头下的吊绳。
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