CN202814855U

CN202814855U - 阻尼系数测定装置

Info

Publication number: CN202814855U
Application number: CN 201220498739
Authority: CN
Inventors: 徐丰辰
Original assignee: GUIYANG LIANHONG SYNTHETIC MATERIALS FACTORY
Current assignee: Guizhou union synthetic material Co., Ltd.
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-09-27

Abstract

本实用新型涉及测量领域，具体涉及一种阻尼系数测定装置，包括：长条形试件；激振器，其与所述长条形试件连接，用于向所述长条形试件提供激振力；用于检测振动信号的传感器，其设置在与所述长条形试件的其中一端相距预定距离的位置处，其中，该预定距离为所述长条形试件的长度的1/16-1/11。通过本实用新型提供的阻尼系数测定装置，能够测定并得出阻尼材料在任意频率下的阻尼系数，从而满足在汽车乘坐舒适性的应用（NVH）工程中，对应用阻尼材料在某一特定频率下的阻尼系数的需求。

Description

阻尼系数测定装置

技术领域

本实用新型涉及测量领域，具体涉及一种阻尼系数测定装置。

背景技术

阻尼材料是将固体机械振动能转变为热能而耗散的材料，主要用于振动和噪声控制。材料的阻尼性能可根据它耗散振动能的能力来衡量，评价阻尼大小的标准是阻尼系数。阻尼系数既是衡量阻尼材料减振性能的重要指标，也是工程上选择阻尼材料的主要依据。

测量阻尼系数的方法有很多种，目前较为常用的有悬臂梁法。如图1所示，悬臂梁法常用的装置为一长条形的试件1，该试件的一端为固定端101，另一端为自由端102。在与该试件的固定端101相距1/4L（L为试件的长度）处设置一用于产生激振力的第一激振器2，并在该试件的自由端102处设置一用于检测振动的某一特征的传感器，例如为第一加速度传感器3。激振器向试件提供激振力后，传感器采集试件由激振力引发的振动的某一特征的信号，并据此绘制出波形，然后再根据半功率带宽法计算得出阻尼系数。

在现有技术中，传感器安装在试件靠近固定端的1/4L处，而此处只是采集二阶共振频率下的阻尼系数的最佳位置。由于工程上常采用二阶共振频率作为试件的固有频率，一旦试件的结构确定后，其固有频率就是一个确定值。所以相对应地，现有技术只能测定试件在确定频率（固有频率）下的阻尼系数，无法测定试件在任意频率下的阻尼系数。但是，在汽车乘坐舒适性的应用（NVH）工程中，经常需要应用到汽车的阻尼材料在某一特定频率下的阻尼系数，例如某些汽车公司要求测定阻尼材料在200Hz频率下的阻尼系数，对此，现有的测定装置无法满足这一需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种阻尼系数测定装置，能够测定并得出阻尼材料在任意频率下的阻尼系数。

本实用新型提供了一种阻尼系数测定装置，包括：

长条形试件；

激振器，其与所述长条形试件连接，用于向所述长条形试件提供激振力；

用于检测振动信号的传感器，其设置在与所述长条形试件的其中一端相距预定距离的位置处，其中，该预定距离为所述长条形试件的长度的1/16-1/11。

通过本实用新型提供的阻尼系数测定装置，能够带来以下有益效果：

能够测定并得出阻尼材料在任意频率下的阻尼系数。在本实用新型中，用于检测振动信号的传感器设置在靠近于长条形试件的一端，并与该一端相距长条形试件的长度的1/16-1/11。参照如图3所示的波形示意图，设置传感器的位置处于不同阶次的振动频率所对应的波形的上升段，尤其是一阶、二阶、三阶、四阶，这样就可绘制出阻尼材料在一阶、二阶、三阶、四阶共振频率下的测试图，如图3所示，并根据该测试图绘制出频率与阻尼系数的线性回归图，如图4所示，根据该线性回归图可以对应得到任意特定频率下的阻尼系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为现有技术的阻尼系数测定装置的一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的阻尼系数测定装置的一种实施例的结构示意图；

图3为通过本实用新型的阻尼系数测定装置的一种实施例测定阻尼系数时，绘制出的1-4阶频率下的测试图；

图4为根据图3绘制出的线性回归图；

图5为通过本实用新型的阻尼系数测定装置的一种实施例测定阻尼系数时，绘制出的试件的不同阶次的共振频率所对应的振动波形图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供了一种阻尼系数测定装置，包括：

长条形试件；

在本实用新型的一个实施例中，阻尼系数测定装置包括被测定阻尼系数的长条形试件（阻尼材料），以及用于向长条形试件提供激振力的激振器，同时还包括用于检测长条形试件在激振力的作用下的振动状态的传感器，其中，传感器主要检测一种振动信号，例如加速度。激振器连接在长条形试件上，传感器设置在长条形试件的其中一端，且传感器的设置位置与长条形试件相距1/16-1/11L（L为长条形试件的长度），参照如图3所示的波形示意图，设置传感器的位置处于不同阶次的振动频率所对应的波形的上升段，尤其是一阶、二阶、三阶、四阶，这样就能通过计算得出不同阶次共振频率所对应的阻尼系数，从而可推导出频率与阻尼系数的关系并绘制出频率与阻尼系数的线性回归曲线。通过该线性回归曲线就可很快得出特定频率（任一要求的频率）下的阻尼系数。

其中，1）试件设置为长条形，更易于在激振力下发生振动，同时振动状态更优。长条形试件可以为长立方体形试件，或长圆柱体形试件等具有长度延伸方向的试件。长条形试件的两端都设置为自由端，可在激振力的作用下自由振动。2）按激励型式的不同，激振器分为惯性式电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等型式，激振器可产生单向的或多向的，简谐的或非简谐的激励力，使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验。激振器与长条形试件相连接，以对长条形试件提供要振动的激振力。3）传感器与长条形试件连接，便于采集长条形试件的振动状态信号。

在本实用新型如图2所示的一个实施例中，在长条形试件1’上设置第二激振器2’和第二加速度传感器3’。长条形试件1’的长度为260-280mm，是试件的较佳长度，长度不至于过长，且能在激振力下产生较明显、较优的振动。在距长条形试件1’的一端18-22mm的位置处设置第二加速度传感器3’，并检测绘制一阶、二阶、三阶、四阶共振频率下的振动波形图，这样就能通过计算得出不同阶次共振频率所对应的阻尼系数，从而可绘制出频率与阻尼系数的线性回归曲线。从而，通过该线性回归曲线就可很快得出特定频率下的阻尼系数。

在本实用新型的一个实施例中，参照图2，在长度为270mm、宽度为20mm、厚度为0.8mm的长条形试件1’上设置第二激振器2’和第二加速度传感器3’，其中，第二激振器2’和第二加速度传感器3’均设置在与长条形试件的一端相距20mm的位置处。优选地，长条形试件由镀膜钢板上附加待测阻尼材料制成，阻尼材料借助于镀膜钢板在激振力作用下的振动一起振动，从而通过检测其振动特征得到阻尼系数。根据第二加速度传感器3’检测到的信号绘制出如图3所示的1-4阶共振频率下的测试图。在图3中，显示出一阶共振频率下的振动加速度301，二阶共振频率下的振动加速度302，三阶共振频率下的振动加速度303，四阶共振频率下的振动加速度304。并据此测试图中显示的4个阶次的阻尼系数用最小2乘法做线性回归，从而可绘制出阻尼系数与频率的如图4所示的线性回归图。在图4中，显示出一阶共振频率下的阻尼系数401，二阶共振频率下的阻尼系数402，三阶共振频率下的阻尼系数403，四阶共振频率下的阻尼系数404。进而可根据该线性回归图得出阻尼材料在任一特定频率下的阻尼系数。

在通过本实用新型的阻尼系数测定装置的一种实施例测定阻尼材料的阻尼系数时，绘制出的长条形试件在不同阶次的共振频率所对应的振动波形图。其中，图5中显示出一阶共振频率下试件的振动波形曲线501，二阶共振频率下试件的振动波形曲线502，三阶共振频率下试件的振动波形曲线503，四阶共振频率下试件的振动波形曲线504。图5的纵坐标指代的是长条形试件的长度，为270mm，横坐标为振幅。在纵坐标为20处，即长条形试件上与长条形试件的一端相距20mm处，此处位置处于一阶、二阶、三阶、四阶共振频率所对应的波形的上升段，振幅逐渐增强，从而将传感器设置在此处能够检测到较好的振动信号。

在本实用新型的一个实施例中，激振器选择机械激振器，能够提供较大的激振力。

在本实用新型的一个实施例中，传感器可以为加速度传感器、速度传感器、位移传感器或其他能够表示振动特征的传感器中的一种，这样便于检测到与振动有关的信号。

在本实用新型的一个实施例中，将激振器与传感器设置在长条形试件的同一位置，例如，都设置在距长条形试件一端1/13L处，可便于长条形试件在受到激振力时，传感器检测到更优的振动信号。优选地，将激振器与传感器集成为一体，不仅能节约测定装置的体积，还能简化测定装置的结构。

通过本实用新型的各实施例提供的阻尼系数测定装置，能够带来以下至少一种有益效果：

1.能够测定并得出阻尼材料在任意频率下的阻尼系数。在本实用新型中，用于检测振动信号的传感器设置在靠近于长条形试件的一端，并与该一端相距长条形试件的长度的1/16-1/11。参照如图3所示的波形示意图，设置传感器的位置处于不同阶次的振动频率所对应的波形的上升段，尤其是一阶、二阶、三阶、四阶，这样就可绘制出阻尼材料在一阶、二阶、三阶、四阶共振频率下的测试图，如图3所示，并根据该测试图绘制出频率与阻尼系数的线性回归图，如图4所示，根据该线性回归图可以对应得到任意特定频率下的阻尼系数。

2.能够使长条形试件产生较好的振动效果，得出的阻尼系数更为精准。本实用新型的激振器选择机械激振器，能够提供较大的激振力，从而使长条形试件发生较大的振动，振动信号更明显，传感器采集到的振动信号更为精准，从而能够得到更为精准的阻尼系数。

本实用新型提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本实用新型的范围内。

显然，本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种阻尼系数测定装置，其特征在于，包括：

长条形试件；

2.如权利要求1所述的阻尼系数测定装置，其特征在于，

所述激振器为机械激振器。

3.如权利要求1所述的阻尼系数测定装置，其特征在于，

所述用于检测振动信号的传感器为以下中的至少一种：加速度传感器，速度传感器，位移传感器。

4.如权利要求1所述的阻尼系数测定装置，其特征在于，

所述激振器与所述用于检测振动信号的传感器设置在所述长条形试件的相同位置处。

5.如权利要求1所述的阻尼系数测定装置，其特征在于，

所述激振器与所述用于检测振动信号的传感器集成为一体。

6.如权利要求1所述的阻尼系数测定装置，其特征在于，

所述长条形试件的长度为260-280mm。

7.如权利要求6所述的阻尼系数测定装置，其特征在于，

所述长条形试件的长度为270mm。

8.如权利要求6所述的阻尼系数测定装置，其特征在于，

所述用于检测振动信号的传感器与所述长条形试件的其中一端相距所述预定距离为18-22mm。

9.如权利要求8所述的阻尼系数测定装置，其特征在于，

所述预定距离为20mm。