CN109813513B - 一种机械结合面动态特性参数测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械结合面动态特性测量技术领域，提供一种机械结合面动态特性参数测量装置及方法。本发明的装置在底座上设有穿入螺母座的丝杠螺母组合，连接有电机的横向丝杠在一端与固定座连接、在另一端与支撑座连接，螺母座上端连接有滑块，滑块滑动连接在横向导轨上；底座与顶板通过纵向圆形导轨和纵向丝杠连接；顶板中部圆形凹槽及圆形通孔的上方布设有通过支撑板及螺旋千斤顶支撑的激振器；底座上布设有加速度传感器。本发明的方法通过计算机及信号发生器控制激振器的激振频率，通过调整第二试样及加速度传感器的放置方式、滑块的运动形式，能够选择性测量不同条件下固定结合面或相对移动结合面的法向或切向动态特性参数，并提高测量精度。

Description

一种机械结合面动态特性参数测量装置及方法

技术领域

本发明涉及机械结合面动态特性测量技术领域，特别是涉及一种机械结合面动态特性参数测量装置及方法。

背景技术

机械往往是由许多零部件组成的，各零件之间通过不同的方式匹配连接，机械部件之间连接的界面被称为“机械结合面”。机械结合面的存在，导致机械局部刚度降低，使机械整体并不是一个连续体，对整个机械结构的动力学性能有着重要影响，据统计，超过60％的机械振动问题来源于机械结合面。接触动力学中将机械结合面视为柔性***，使用接触刚度和接触阻尼两个重要参数来表征机械结合面的动力学特性，接触刚度和接触阻尼的测量对研究机械结合面的动力学特性尤为重要。目前，由于机械结合面的动态特性极其复杂，机械结合面动态特性参数的识别方法、影响因素与应用技术等还存在很多不足：(1)由于没有可靠的机结合面接触参数的计算公式，又加上实验仪器的分辨率、灵敏度和人为因素的影响，不管是使用理论方法还是用实验方法，都无法得到较为精准的机械结合面参数值；(2)由于缺乏相应的评价标准，而且获取机械结合面接触参数所使用的计算方法和实验装置不同，得到的机械结合面接触参数不统一；(3)由于机械结合面的结构不同，所获取的实验数据只能应用在某一个或某一类结合面上，导致得到的机械结合面接触参数通用性比较差。

可见，当前机械结合面接触参数的测量存在识别精度低、有效性低、通用性差的难题，从而需要可靠的机械结合面动态特性参数测量装置及方法。然而现有的机械结合面动态特性参数测量装置及方法一般采用多自由度***，极大地增加了测试难度，很难准确地获取机械结合面的动态特性测试信号，而且现有的机械结合面动态特性参数测量装置的形式较为单一，只能单纯测量机械结合面的法向接触参数。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种机械结合面动态特性参数测量装置及方法，能够在保持单自由度的基础上，可选择性测量固定结合面或相对移动结合面的法向或切向动态特性参数，提高测量结果的精度、有效性及通用性。

本发明的技术方案为：

一种机械结合面动态特性参数测量装置，其特征在于：包括底座、顶板；所述底座在上方中部开设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有螺母座，所述第一凹槽在螺母座两侧分别设有固定座与支撑座，所述固定座与支撑座均与底座通过螺栓连接；所述第一凹槽在上方还设有丝杠螺母组合，所述丝杠螺母组合包括横向丝杠和螺母，所述横向丝杠在一端与固定座连接，所述横向丝杠在另一端与支撑座连接，所述横向丝杠在中部穿过螺母，所述螺母在一端穿入螺母座中；所述横向丝杠连接有电机；

所述底座在第一凹槽两侧对称设置有平行于横向丝杠的两个横向导轨，所述螺母座在上方通过螺栓连接有垂直于横向导轨的滑块，所述滑块在下方两侧对称开设有平行于横向导轨的两个第二凹槽，所述滑块通过两个第二凹槽滑动连接在两个横向导轨上，所述滑块在上方中部开设有一组呈十字形分布的第一螺栓孔；

所述底座在两个横向导轨的外侧插接有对称设置的两组纵向圆形导轨和两个纵向丝杠，每组纵向圆形导轨包括两个纵向圆形导轨，所述纵向丝杠位于一组纵向圆形导轨中的两个纵向圆形导轨之间；所述纵向圆形导轨与纵向丝杠均在上方穿出顶板，所述纵向圆形导轨与顶板下方通过导轨固定夹具固定，所述纵向丝杠与顶板通过螺纹连接；

所述顶板在中部开设有圆形凹槽，所述圆形凹槽在中部开设有圆形通孔，所述圆形凹槽在底部沿周向均布有多个第二螺栓孔；所述顶板在中部上方布设有激振器，所述激振器包括激振器本体，所述激振器本体上设有纵向的激振杆与横向的激振器转轴，所述激振杆下方设有激振器探头，所述激振器本体通过激振器转轴连接有激振壳；所述激振器本体的直径小于圆形凹槽的直径，所述激振杆的直径小于圆形通孔的直径；所述激振壳与激振器本体的上端之间设有支撑板，所述支撑板与激振壳通过螺栓连接，所述支撑板在下方两侧对称设有两个螺旋千斤顶，所述螺旋千斤顶放置在顶板上；

所述激振器电连接有信号发生器，所述信号发生器电连接有计算机；所述底座上布设有加速度传感器，所述加速度传感器连接有信号接收器，所述信号接收器与计算机电连接。

所述固定座在两侧对称设置有两个第三螺栓孔，所述固定座与底座通过两个螺栓实现连接；所述螺母座在两侧对称设置有两组第四螺栓孔，每组第四螺栓孔包括两个第四螺栓孔，所述滑块在两侧对称设置有与两组第四螺栓孔位置对应的两组第五螺栓孔，所述滑块与螺母座通过四个螺栓实现连接；所述支撑座在两侧对称设置有两组第六螺栓孔，每组第六螺栓孔包括两个第六螺栓孔，所述支撑座与底座通过四个螺栓实现连接。

所述激振器探头在下方设有压力传感器，所述压力传感器与信号接收器电连接，所述压力传感器能够测量激振器探头与第二试样之间的压力。

一种使用上述机械结合面动态特性参数测量装置进行机械结合面动态特性参数测量的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：确定要测量机械结合面动态特性参数的第一试样和第二试样，将第一试样放置在滑块上方中部，选择第一螺栓，将第一螺栓拧入第一试样的螺栓孔后拧入第一螺栓孔直至第一试样与滑块固定连接；

步骤2：沿着横向导轨移动滑块，直到滑块中心正对上方的激振器探头；

步骤3：确定要测量的机械结合面的类型：若要测量的机械结合面为固定结合面，则执行步骤3.1；若要测量的机械结合面为相对移动结合面，则执行步骤3.2；

步骤3.1：将第二试样放置在第一试样上方，然后执行步骤4.1；

步骤3.2：选择第二螺栓，将第二螺栓拧入第二试样的螺栓孔后拧入第二螺栓孔直至第二试样与顶板下端固定连接，然后执行步骤4.2；

步骤4：

步骤4.1：调节螺旋千斤顶，使支撑板向下移动，带动激振器向下移动，直至激振器探头伸出圆形通孔，调松导轨固定夹具，然后同步调节两个纵向丝杠，带动顶板沿着纵向圆形导轨向下移动，当激振器探头接触第二试样时，调紧导轨固定夹具以将顶板固定在纵向圆形导轨上，然后执行步骤5.1；

步骤4.2：调节螺旋千斤顶，使支撑板向下移动，带动激振器向下移动，直至激振器探头接触第二试样，调松导轨固定夹具，然后同步调节两个纵向丝杠，带动顶板沿着纵向圆形导轨向下移动，当第二试样接触第一试样时，调紧导轨固定夹具以将顶板固定在纵向圆形导轨上，然后执行步骤5.2；

步骤5：

步骤5.1：设定激振器的振动频率，通过计算机控制信号发生器发送对应频率的电信号给激振器，开启激振器，通过激振器探头向第二试样和第一试样施加激振力，在激振力的作用下，第二试样与第一试样发生振动，然后执行步骤6；

步骤5.2：设定激振器的振动频率，通过计算机控制信号发生器发送对应频率的电信号给激振器，开启激振器，通过激振器探头向第二试样和第一试样施加激振力，在激振力的作用下，第二试样与第一试样发生振动；开启电机，在电机的带动下横向丝杠转动，带动螺母及滑块沿横向导轨作直线运动；

步骤6：加速度传感器对第二试样及第一试样的振动频率进行测量并发送相应的电信号给信号接收器，信号接收器发送相应的电信号给计算机，计算机对收到的电信号进行分析与处理，计算出第一试样与第二试样的机械结合面的动态特性参数，所述动态特性参数包括接触刚度和接触阻尼。

所述第一试样包括试样连接座，所述第一试样在试样连接座中部向外延伸出柱形结合头，所述柱形结合头与试样连接座一体成型，所述试样连接座在柱形结合头的两侧对称设置有两个第七螺栓孔，所述第二试样与第一试样大小、结构均相同；

所述步骤1中，将第一螺栓拧入第一试样的第七螺栓孔后拧入第一螺栓孔直至第一试样与滑块固定连接；

所述步骤3.1中，将第二试样的柱形结合头放置在第一试样的柱形结合头上方，将加速度传感器放置在底座上或第一试样的试样连接座上或第二试样的上方或粘贴在第一试样与第二试样的机械结合面中间；

所述步骤3.2中，将第二螺栓拧入第二试样的第七螺栓孔后拧入第二螺栓孔直至第二试样与顶板下端固定连接，将加速度传感器放置在底座上或第一试样的试样连接座上。

当加速度传感器放置在底座上时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样及第一试样的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数；

当加速度传感器放置在第一试样的试样连接座上时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样及第一试样的法向或切向振动频率进行测量，最后分别计算出机械结合面的法向或切向动态特性参数；

当加速度传感器放置在第二试样的上方时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样及第一试样的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数；

当加速度传感器粘贴在第一试样与第二试样的机械结合面中间时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样及第一试样的切向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的切向动态特性参数。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过设置螺旋千斤顶能够对激振器的高度进行微调，在顶板上设置的圆形凹槽及圆形通孔使得激振器有向下移动的空间；本发明通过纵向丝杠、纵向圆形导轨及导轨固定夹具的结合使用，能够使得顶板沿着纵向圆形导轨上下移动或者固定在纵向圆形导轨上；本发明通过丝杠螺母组合、电机、横向导轨及固定座、螺母座、支撑座的结合使用，能够使得滑块沿横向导轨作直线运动。

(2)本发明通过调整第二试样的放置方式及滑块的运动形式，能够选择性测量固定结合面或相对移动结合面的动态特性参数；本发明能够通过电机调节滑块的运行速度从而调节第一试样相对于第二试样的运行速度，从而能够对不同条件下的相对移动结合面的动态特性参数进行测量；本发明通过计算机及信号发生器控制激振器的激振频率，从而控制第一试样与第二试样的振动频率，并通过调整加速度传感器的放置方式，结合信号接收器及计算机，能够选择性测量机械结合面的法向或切向的动态特性参数，从而能够提高测量结果的精度、有效性及通用性。

(3)本发明的装置为单自由度***，相比多自由度的测量装置，结构简单，且能够用一套装置进行多种机械结合面的多个方向的动态特性参数的测量，降低了测试的复杂度。

附图说明

图1为本发明的实施例一的机械结合面动态特性参数测量装置的主视图；

图2为本发明的实施例一的机械结合面动态特性参数测量装置的侧视图；

图3为本发明的螺母座及螺母的结构示意图；

图4为本发明的机械结合面动态特性参数测量装置的去掉滑块、纵向圆形导轨、纵向丝杠后顶板以下部分的结构示意图；

图5为本发明的螺母座与滑块之间的连接关系示意图；

图6为本发明的滑块的结构示意图；

图7为本发明的顶板的结构示意图；

图8为本发明的激振器的结构示意图；

图9为本发明的第一试样的结构示意图。

图中，1－底座，1-1－第一凹槽，2－顶板，2-1－圆形凹槽，2-2－圆形通孔，2-3－第二螺栓孔，3－丝杠螺母组合，3-1－横向丝杠，3-2－螺母，4-1－固定座，4-1-1－第三螺栓孔，4-2－螺母座，4-2-1－第四螺栓孔，4-3－支撑座，4-3-1－第六螺栓孔，5－横向导轨，6－滑块，6-1－第二凹槽，6-2－第一螺栓孔，6-3－第五螺栓孔，7－纵向圆形导轨，8－纵向丝杠，9－导轨固定夹具，10－激振器，10-1－激振器本体，10-2－激振杆，10-3－激振器探头，10-4－激振器转轴，10-5－激振壳，11－支撑板，12－螺旋千斤顶，13－第一试样，13-1－试样连接座，13-2－柱形结合头，14－第二试样。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步描述。

本发明的目的是提供一种机械结合面动态特性参数测量装置及方法，能够在保持单自由度的基础上，可选择性测量固定结合面或相对移动结合面的法向或切向动态特性参数，提高测量结果的精度、有效性及通用性。

实施例一

如图1和图2所示，分别为本发明的实施例一的机械结合面动态特性参数测量装置的主视图和侧视图。如图3所示，为本发明的螺母座及螺母的结构示意图。如图4所示，为本发明的机械结合面动态特性参数测量装置的去掉滑块、纵向圆形导轨、纵向丝杠后顶板以下部分的结构示意图。

本发明的机械结合面动态特性参数测量装置，其特征在于：包括底座1、顶板2；所述底座1在上方中部开设有第一凹槽1-1，所述第一凹槽1-1内设有螺母座4-2，所述第一凹槽1-1在螺母座4-2两侧分别设有固定座4-1与支撑座4-3，所述固定座4-1与支撑座4-3均与底座1通过螺栓连接；所述第一凹槽1-1在上方还设有丝杠螺母组合3，所述丝杠螺母组合3包括横向丝杠3-1和螺母3-2，所述横向丝杠3-1在一端与固定座4-1连接，所述横向丝杠3-1在另一端与支撑座4-3连接，所述横向丝杠3-1在中部穿过螺母3-2，所述螺母3-2在一端穿入螺母座4-2中；所述横向丝杠3-1连接有电机。

如图5所示，为本发明的螺母座与滑块之间的连接关系示意图。如图6所示，为本发明的滑块的结构示意图。从图1至图2、图5至图6可以看出，所述底座1在第一凹槽1-1两侧对称设置有平行于横向丝杠3-1的两个横向导轨5，所述螺母座4-2在上方通过螺栓连接有垂直于横向导轨5的滑块6，所述滑块6在下方两侧对称开设有平行于横向导轨5的两个第二凹槽6-1，所述滑块6通过两个第二凹槽6-1滑动连接在两个横向导轨5上，所述滑块6在上方中部开设有一组呈十字形分布的第一螺栓孔6-2。

所述底座1在两个横向导轨5的外侧插接有对称设置的两组纵向圆形导轨7和两个纵向丝杠8，每组纵向圆形导轨7包括两个纵向圆形导轨7，所述纵向丝杠8位于一组纵向圆形导轨7中的两个纵向圆形导轨7之间；所述纵向圆形导轨7与纵向丝杠8均在上方穿出顶板2，所述纵向圆形导轨7与顶板2下方通过导轨固定夹具9固定，所述纵向丝杠8与顶板2通过螺纹连接。

如图7、图8所示，为本发明的顶板、激振器的结构示意图。从图1至图2、图7至图8可以看出，所述顶板2在中部开设有圆形凹槽2-1，所述圆形凹槽2-1在中部开设有圆形通孔2-2，所述圆形凹槽2-1在底部沿周向均布有多个第二螺栓孔2-3；所述顶板2在中部上方布设有激振器10，所述激振器10包括激振器本体10-1，所述激振器本体10-1上设有纵向的激振杆10-2与横向的激振器转轴10-4，所述激振杆10-2下方设有激振器探头10-3，所述激振器本体10-1通过激振器转轴10-4连接有激振壳10-5；所述激振器本体10-1的直径小于圆形凹槽2-1的直径，所述激振杆10-2的直径小于圆形通孔2-2的直径；所述激振壳10-5与激振器本体10-1的上端之间设有支撑板11，所述支撑板11与激振壳10-5通过螺栓连接，所述支撑板11在下方两侧对称设有两个螺旋千斤顶12，所述螺旋千斤顶12放置在顶板2上。

所述激振器10电连接有信号发生器，所述信号发生器电连接有计算机；所述底座上布设有加速度传感器，所述加速度传感器连接有信号接收器，所述信号接收器与计算机电连接。

本实施例一中，所述固定座4-1在两侧对称设置有两个第三螺栓孔4-1-1，所述固定座4-1与底座1通过两个螺栓实现连接；所述螺母座4-2在两侧对称设置有两组第四螺栓孔4-2-1，每组第四螺栓孔4-2-1包括两个第四螺栓孔4-2-1，所述滑块6在两侧对称设置有与两组第四螺栓孔4-2-1位置对应的两组第五螺栓孔6-3，所述滑块6与螺母座4-2通过四个螺栓实现连接；所述支撑座4-3在两侧对称设置有两组第六螺栓孔4-3-1，每组第六螺栓孔4-3-1包括两个第六螺栓孔4-3-1，所述支撑座4-3与底座1通过四个螺栓实现连接。

本实施例一中，所述激振器探头10-3在下方设有压力传感器，所述压力传感器与信号接收器电连接，所述压力传感器能够测量激振器探头10-3与第二试样14之间的压力。

本发明的使用上述机械结合面动态特性参数测量装置进行机械结合面动态特性参数测量的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：确定要测量机械结合面动态特性参数的第一试样13和第二试样14，将第一试样13放置在滑块6上方中部，选择第一螺栓，将第一螺栓拧入第一试样13的螺栓孔后拧入第一螺栓孔6-2直至第一试样13与滑块6固定连接；

步骤2：沿着横向导轨5移动滑块6，直到滑块6中心正对上方的激振器探头10-3；

步骤3：确定要测量的机械结合面的类型：若要测量的机械结合面为固定结合面，则执行步骤3.1；若要测量的机械结合面为相对移动结合面，则执行步骤3.2；

步骤3.1：将第二试样14放置在第一试样13上方，然后执行步骤4.1；

步骤3.2：选择第二螺栓，将第二螺栓拧入第二试样14的螺栓孔后拧入第二螺栓孔2-3直至第二试样14与顶板2下端固定连接，然后执行步骤4.2；

步骤4：

步骤4.1：调节螺旋千斤顶12，使支撑板11向下移动，带动激振器10向下移动，直至激振器探头10-3伸出圆形通孔2-2，调松导轨固定夹具9，然后同步调节两个纵向丝杠8，带动顶板2沿着纵向圆形导轨7向下移动，当激振器探头10-3接触第二试样14时，调紧导轨固定夹具9以将顶板2固定在纵向圆形7导轨上，然后执行步骤5.1；

步骤4.2：调节螺旋千斤顶12，使支撑板11向下移动，带动激振器10向下移动，直至激振器探头10-3接触第二试样14，调松导轨固定夹具9，然后同步调节两个纵向丝杠8，带动顶板2沿着纵向圆形导轨7向下移动，当第二试样14接触第一试样13时，调紧导轨固定夹具9以将顶板2固定在纵向圆形导轨上7，然后执行步骤5.2；

步骤5：

步骤5.1：设定激振器10的振动频率，通过计算机控制信号发生器发送对应频率的电信号给激振器10，开启激振器10，通过激振器探头10-3向第二试样14和第一试13样施加激振力，在激振力的作用下，第二试样14与第一试样13发生振动，然后执行步骤6；

步骤5.2：设定激振器10的振动频率，通过计算机控制信号发生器发送对应频率的电信号给激振器10，开启激振器10，通过激振器探头10-3向第二试样14和第一试样13施加激振力，在激振力的作用下，第二试样14与第一试样13发生振动；开启电机，在电机的带动下横向丝杠3-1转动，带动螺母3-2及滑块6沿横向导轨5作直线运动；

步骤6：加速度传感器对第二试样14及第一试样13的振动频率进行测量并发送相应的电信号给信号接收器，信号接收器发送相应的电信号给计算机，计算机对收到的电信号进行分析与处理，计算出第一试样13与第二试样14的机械结合面的动态特性参数，所述动态特性参数包括接触刚度和接触阻尼。

如图9所示，为本发明的第一试样的结构示意图。从图9可以看出，所述第一试样13包括试样连接座13-1，所述第一试样13在试样连接座13-1中部向外延伸出柱形结合头13-2，所述柱形结合头13-2与试样连接座13-1一体成型，所述试样连接座13-1在柱形结合头13-2的两侧对称设置有两个第七螺栓孔，所述第二试样14与第一试样13大小、结构均相同。所述步骤1中，将第一螺栓拧入第一试样13的第七螺栓孔后拧入第一螺栓孔6-2直至第一试样13与滑块6固定连接；所述步骤3.1中，将第二试样14的柱形结合头放置在第一试样13的柱形结合头13-2上方，将加速度传感器放置在底座1上或第一试样13的试样连接座13-1上或第二试样14的上方或粘贴在第一试样13与第二试样14的机械结合面中间；所述步骤3.2中，将第二螺栓拧入第二试样14的第七螺栓孔后拧入第二螺栓孔2-3直至第二试样14与顶板2下端固定连接，将加速度传感器放置在底座1上或第一试样13的试样连接座13-1上。

当加速度传感器放置在底座1上时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数；

当加速度传感器放置在第一试样13的试样连接座13-1上时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的法向或切向振动频率进行测量，最后分别计算出机械结合面的法向或切向动态特性参数；

当加速度传感器放置在第二试样14的上方时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数；

当加速度传感器粘贴在第一试样13与第二试样14的机械结合面中间时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的切向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的切向动态特性参数。

本实施例一中，在步骤3中，确定要测量的机械结合面为相对移动结合面，执行步骤3.2，然后执行步骤4.2，再执行步骤5.2，最后执行步骤6。本实施例一中，在步骤3.2中，将加速度传感器放置在第一试样13的试样连接座13-1上；在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的切向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的切向动态特性参数。

实施例二

本实施例二与上述实施例一的不同之处在于：在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的法向振动频率进行测量，最后分别计算出机械结合面的法向动态特性参数。

实施例三

本实施例三与上述实施例一的不同之处在于：在步骤3.2中，将加速度传感器放置在底座1上；在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数。

实施例四

本实施例四与上述实施例一的不同之处在于：在步骤3中，确定要测量的机械结合面为固定结合面，执行步骤3.1，然后执行步骤4.1，再执行步骤5.1，最后执行步骤6。本实施例四中，在步骤3.1中，将加速度传感器粘贴在第一试样13与第二试样14的机械结合面中间；在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的切向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的切向动态特性参数。

实施例五

本实施例五与上述实施例四的不同之处在于：在步骤3.1中，将加速度传感器放置在第二试样14的上方；在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数。

实施例六

本实施例六与上述实施例四的不同之处在于：在步骤3.1中，将加速度传感器放置在第一试样13的试样连接座13-1上。在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的切向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的切向动态特性参数。

实施例七

本实施例七与上述实施例四的不同之处在于：在步骤3.1中，将加速度传感器放置在第一试样13的试样连接座13-1上；在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数。

实施例八

本实施例八与上述实施例四的不同之处在于：在步骤3.1中，将加速度传感器放置在底座1上；在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样14及第一试样13的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数。

显然，上述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。上述实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。基于上述实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，也即凡在本申请的精神和原理之内所作的所有修改、等同替换和改进等，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种机械结合面动态特性参数测量装置，其特征在于：包括底座、顶板；所述底座在上方中部开设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有螺母座，所述第一凹槽在螺母座两侧分别设有固定座与支撑座，所述固定座与支撑座均与底座通过螺栓连接；所述第一凹槽在上方还设有丝杠螺母组合，所述丝杠螺母组合包括横向丝杠和螺母，所述横向丝杠在一端与固定座连接，所述横向丝杠在另一端与支撑座连接，所述横向丝杠在中部穿过螺母，所述螺母在一端穿入螺母座中；所述横向丝杠连接有电机；

所述底座在第一凹槽两侧对称设置有平行于横向丝杠的两个横向导轨，所述螺母座在上方通过螺栓连接有垂直于横向导轨的滑块，所述滑块在下方两侧对称开设有平行于横向导轨的两个第二凹槽，所述滑块通过两个第二凹槽滑动连接在两个横向导轨上，所述滑块在上方中部开设有一组呈十字形分布的第一螺栓孔；

所述底座在两个横向导轨的外侧插接有对称设置的两组纵向圆形导轨和两个纵向丝杠，每组纵向圆形导轨包括两个纵向圆形导轨，所述纵向丝杠位于一组纵向圆形导轨中的两个纵向圆形导轨之间；所述纵向圆形导轨与纵向丝杠均在上方穿出顶板，所述纵向圆形导轨与顶板下方通过导轨固定夹具固定，所述纵向丝杠与顶板通过螺纹连接；

所述顶板在中部开设有圆形凹槽，所述圆形凹槽在中部开设有圆形通孔，所述圆形凹槽在底部沿周向均布有多个第二螺栓孔；所述顶板在中部上方布设有激振器，所述激振器包括激振器本体，所述激振器本体上设有纵向的激振杆与横向的激振器转轴，所述激振杆下方设有激振器探头，所述激振器本体通过激振器转轴连接有激振壳；所述激振器本体的直径小于圆形凹槽的直径，所述激振杆的直径小于圆形通孔的直径；所述激振壳与激振器本体的上端之间设有支撑板，所述支撑板与激振壳通过螺栓连接，所述支撑板在下方两侧对称设有两个螺旋千斤顶，所述螺旋千斤顶放置在顶板上；

所述激振器电连接有信号发生器，所述信号发生器电连接有计算机；所述底座上布设有加速度传感器，所述加速度传感器连接有信号接收器，所述信号接收器与计算机电连接。

2.根据权利要求1所述的机械结合面动态特性参数测量装置，其特征在于：所述固定座在两侧对称设置有两个第三螺栓孔，所述固定座与底座通过两个螺栓实现连接；所述螺母座在两侧对称设置有两组第四螺栓孔，每组第四螺栓孔包括两个第四螺栓孔，所述滑块在两侧对称设置有与两组第四螺栓孔位置对应的两组第五螺栓孔，所述滑块与螺母座通过四个螺栓实现连接；所述支撑座在两侧对称设置有两组第六螺栓孔，每组第六螺栓孔包括两个第六螺栓孔，所述支撑座与底座通过四个螺栓实现连接。

3.根据权利要求1所述的机械结合面动态特性参数测量装置，其特征在于：所述激振器探头在下方设有压力传感器，所述压力传感器与信号接收器电连接，所述压力传感器能够测量激振器探头与第二试样之间的压力。

4.一种使用如权利要求1至3中任一项所述的机械结合面动态特性参数测量装置进行机械结合面动态特性参数测量的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：确定要测量机械结合面动态特性参数的第一试样和第二试样，将第一试样放置在滑块上方中部，选择第一螺栓，将第一螺栓拧入第一试样的螺栓孔后拧入第一螺栓孔直至第一试样与滑块固定连接；

步骤2：沿着横向导轨移动滑块，直到滑块中心正对上方的激振器探头；

步骤3：确定要测量的机械结合面的类型：若要测量的机械结合面为固定结合面，则执行步骤3.1；若要测量的机械结合面为相对移动结合面，则执行步骤3.2；

步骤3.1：将第二试样放置在第一试样上方，然后执行步骤4.1；

步骤3.2：选择第二螺栓，将第二螺栓拧入第二试样的螺栓孔后拧入第二螺栓孔直至第二试样与顶板下端固定连接，然后执行步骤4.2；

步骤4：

步骤4.1：调节螺旋千斤顶，使支撑板向下移动，带动激振器向下移动，直至激振器探头伸出圆形通孔，调松导轨固定夹具，然后同步调节两个纵向丝杠，带动顶板沿着纵向圆形导轨向下移动，当激振器探头接触第二试样时，调紧导轨固定夹具以将顶板固定在纵向圆形导轨上，然后执行步骤5.1；

步骤4.2：调节螺旋千斤顶，使支撑板向下移动，带动激振器向下移动，直至激振器探头接触第二试样，调松导轨固定夹具，然后同步调节两个纵向丝杠，带动顶板沿着纵向圆形导轨向下移动，当第二试样接触第一试样时，调紧导轨固定夹具以将顶板固定在纵向圆形导轨上，然后执行步骤5.2；

步骤5：

步骤5.1：设定激振器的振动频率，通过计算机控制信号发生器发送对应频率的电信号给激振器，开启激振器，通过激振器探头向第二试样和第一试样施加激振力，在激振力的作用下，第二试样与第一试样发生振动，然后执行步骤6；

步骤5.2：设定激振器的振动频率，通过计算机控制信号发生器发送对应频率的电信号给激振器，开启激振器，通过激振器探头向第二试样和第一试样施加激振力，在激振力的作用下，第二试样与第一试样发生振动；开启电机，在电机的带动下横向丝杠转动，带动螺母及滑块沿横向导轨作直线运动；

步骤6：加速度传感器对第二试样及第一试样的振动频率进行测量并发送相应的电信号给信号接收器，信号接收器发送相应的电信号给计算机，计算机对收到的电信号进行分析与处理，计算出第一试样与第二试样的机械结合面的动态特性参数，所述动态特性参数包括接触刚度和接触阻尼。

5.根据权利要求4所述的机械结合面动态特性参数测量方法，其特征在于：所述第一试样包括试样连接座，所述第一试样在试样连接座中部向外延伸出柱形结合头，所述柱形结合头与试样连接座一体成型，所述试样连接座在柱形结合头的两侧对称设置有两个第七螺栓孔，所述第二试样与第一试样大小、结构均相同；

所述步骤1中，将第一螺栓拧入第一试样的第七螺栓孔后拧入第一螺栓孔直至第一试样与滑块固定连接；

所述步骤3.1中，将第二试样的柱形结合头放置在第一试样的柱形结合头上方，将加速度传感器放置在底座上或第一试样的试样连接座上或第二试样的上方或粘贴在第一试样与第二试样的机械结合面中间；

所述步骤3.2中，将第二螺栓拧入第二试样的第七螺栓孔后拧入第二螺栓孔直至第二试样与顶板下端固定连接，将加速度传感器放置在底座上或第一试样的试样连接座上。

6.根据权利要求5所述的机械结合面动态特性参数测量方法，其特征在于：

当加速度传感器放置在底座上时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样及第一试样的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数；

当加速度传感器放置在第一试样的试样连接座上时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样及第一试样的法向或切向振动频率进行测量，最后分别计算出机械结合面的法向或切向动态特性参数；

当加速度传感器放置在第二试样的上方时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样及第一试样的法向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的法向动态特性参数；

当加速度传感器粘贴在第一试样与第二试样的机械结合面中间时，在所述步骤6中，加速度传感器对第二试样及第一试样的切向振动频率进行测量，最后计算出机械结合面的切向动态特性参数。

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