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专利号: 2017114588506
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种机械结合面法向基础特性参数测试方法,利用一种机械结合面法向基础特性参数测试装置,其结构是:在箱体顶板中心位置开有上定位孔,该上定位孔中固定有定位套,定位套向上固定安装有激振杆,定位套向下通过力传感器与上试件连接;上试件下端面与下试件上端面之间形成目标结合面A;下试件放置在托座上端面的园柱形凹槽中,托座的园柱形凹槽对下试件进行定位,托座下端头伸进套筒内腔中,套筒固定在箱体中间板中心位置的下定位孔中;在上试件上安装有非接触微位移传感器和加速度计一,在下试件上安装有加速度计二;所述的箱体的上定位孔与下定位孔同轴;所述的套筒内腔的下部通过螺纹安装有螺杆,螺杆上端面与托座下端头之间接触面设置有钢球,依赖于上述的机械结合面法向基础特性参数测试装置,其特征在于,本方法按照以下步骤实施:建立如下关系式:

式(1)中,α、β为实验系数,简称结合面法向静态基础特性参数,通过式(1),由面压Pn对变形λn求导获得如下的结合面的法向静刚度Kn与面压Pn的关系式:式(2)中,c、m为系数,

列出如下动力学方程式:

其中,f为外界激振力,通过力传感器测得;fn为结合面法向动态力;m为上试件的质量;

为上试件的振动加速度,由加速度计一测得;cn为结合面法向阻尼;kn为结合面法向动刚度; 为结合面A的振动速度,xn为结合面A的振动位移;当外界激振力f为简谐力时,则令:fn=Fncosωt                               (5)其中,Fn为结合面法向动态力的幅值;ω为激振频率;t为时间变量;xn为结合面法向振动位移;Xn为结合面法向振动位移的幅值; 为结合面法向振动位移xn与结合面法向力fn之间的相位差,由式(6)得到结合面法向振动速度

将式(5)、(6)、(7)带入式(4)中,得到单位面积结合面动刚度及阻尼计算公式:式(9)中,

式(10)中,F为外界激振力f的幅值;S为目标结合面的面积,

从式(8)、式(9)、式(10)看出,上试件的质量m和激振频率ω已知, 通过加速度计一测得,外界激振力幅值F通过力传感器测得;结合面振动位移Xn通过非接触微位移传感器测得; 通过fn相对于f的相位差及xn相对于f的相位差来求得;由式(8)计算出单位面积结合面法向动刚度,同时由式(9)计算出单位面积结合面法向阻尼。