一種測定極脆部件頻率響應函數的高精度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定極脆部件頻率響應函數的高精度方法，屬于機械振動領域，其主要特征在于，依據測量的附加部件的頻率響應函數HAc(a)c(a)和裝配系統(tǒng)的頻率響應函數HABc(a)c(a)。包括如下步驟：①對附加部件A布置加速度傳感器，測量其頻率響應函數HAc(a)c(a)；②將極脆部件和附加部件進行耦合連接，對裝配好的系統(tǒng)，布置傳感器，測量裝配系統(tǒng)的頻率響應函數HABc(a)c(a)；③根據測得的附加部件的頻率響應函數及裝配系統(tǒng)的頻率響應函數，直接計算極脆部件的頻率響應函數。該方法完全依據測量的頻率響應函數預測極脆部件頻率響應函數，無需對極脆部件進行直接激振或拾振，具有工程應用簡便、精度高等優(yōu)點。
【專利說明】一種測定極脆部件頻率響應函數的高精度方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械振動的【技術領域】，尤其是涉及一種極脆部件頻率響應函數的獲取方法。

【背景技術】
[0002]頻率響應函數是機械產品的動態(tài)質量評估的一個重要指標。此外，對復雜的裝配系統(tǒng)進行動態(tài)質量分析時，一般通過理論或實驗測試的方法獲得各個部件的頻率響應函數，然后進行子結構綜合獲取整體系統(tǒng)的動態(tài)特性。然而，對一些極其脆弱的部件，其頻率響應函數難以通過實驗直接測試，而理論建模方法的精度又受制于模型參數及邊界條件的準確性。對于極其脆弱部件的頻率響應函數的獲取成為現代機械振動領域的一個新的熱點領域。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種工程應用方便、測試精度高、無需直接對極脆部件進行激振或拾振的、獲取極脆部件頻率響應函數的測試方法。
[0004]本發(fā)明提供用于極脆部件頻率響應函數的測試方法，其特征在于:首先通過附加一個容易測量的部件，利用了可以很容易測量的裝配系統(tǒng)的頻率響應函數和附加部件的頻率響應函數，預測極脆部件的頻率響應函數，避免了對極脆部件進行直接激振和拾振，包括如下步驟:
[0005](I)對附加部件布置加速度傳感器，在耦合連接點激振，同時測量該點的加速度響應，進而得到該點的原點加速度導納Ha。(a)。(a)；
[0006](2)將極脆部件和附加部件進行耦合連接，耦合點同(I)測量點，對裝配好的系統(tǒng)，布置傳感器，對裝配系統(tǒng)在附加部件和耦合連接的連接處的步驟(I)中測量點進行激振，同時測量該點的加速度響應，測量裝配系統(tǒng)的頻率響應函數；
[0007](3)根據測得的附加部件的頻率響應函數及裝配系統(tǒng)的頻率響應函數，直接計算極脆部件的頻率響應函數。計算公式如下:
[0008]^Bc(b)c(b) ~ ^Ac(a)c(a)(過Ac(a)c(a) _ 開/1&⑷c⑷)^Ac(a)c(a) ^Ac(a)c(a) + ? Kc
[0009]其中，K。為A和B連接動剛度，ω = 2 π f，表示采樣頻率。
[0010]本發(fā)明與現有技術相比，具有顯著優(yōu)點:
[0011](I)不需要對極脆部件激振或拾振。
[0012](2)計算極脆部件的頻率響應函數的公式所需要的裝配系統(tǒng)的頻率響應函數和附加部件的頻率響應函數完全由實驗測試得到，避免了有限元計算或理論建模對模型精度的依賴性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1待預測的極脆部件檢測點示意圖。
[0014]圖2附加部件檢測點示意圖。
[0015]圖3裝配系統(tǒng)檢測點示意圖。

【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017]實施例
[0018]本發(fā)明測定極脆部件頻率響應函數的方法包括以下步驟:
[0019](I)根據待測的極脆部件B(圖1)的邊界幾何條件及物理條件，選擇合適的附加部件A ；
[0020](2)對附加部件布置加速度傳感器，在耦合連接點激振，同時測量該點的加速度響應，進而得到該點的原點加速度導納HAc;(a)c;(a)(圖2);
[0021](3)將極脆部件和附加部件進行耦合連接，耦合點同(I)測量點，對裝配好的系統(tǒng)，布置傳感器，對裝配系統(tǒng)在附加部件和耦合連接的連接處的步驟(I)中測量點進行激振，同時測量該點的加速度響應，測量裝配系統(tǒng)的頻率響應函數Habc^w (圖3);
[0022](4)根據測得的附加部件的頻率響應函數及裝配系統(tǒng)的頻率響應函數，直接計算極脆部件的頻率響應函數。計算公式如下:
[0023]^Bc(b)c{b) ~~ ^Ac(a)c(a)^.^Ac(a)c(a)開仙￡；(0)￡((7>) ^Ac(a)c(a) ^Ac(a)c(a) ^ 。
[0024]式中上標“-1”表示矩陣求逆運算。
[0025]上述第(2)、(3)步中頻率響應函數的測量可以由簡單成熟的“激振測試”獲得，借助“力錘-加速度計-多通道信號采集分析系統(tǒng)”硬件測試系統(tǒng)完成，該系統(tǒng)為公知公用的機械結構動力學測試分析系統(tǒng)，主要包括激振用的力錘、振動響應測試用的一組傳感器-加速度計，以及多通道信號采集分析系統(tǒng)，如國產的DASP智能信號能采集處理系統(tǒng)，16或32通道，國外的如LMS，BK等系統(tǒng)，多通道信號采集分析儀主要由前置信號調節(jié)器、模數轉換器和配套軟件(時頻動態(tài)信號讀取、分析、顯示、輸出、打印等功能等)。
[0026]上述實施例為本發(fā)明推薦的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明核心實質和原理下所做的修改、替代、組合、簡化均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種測定極脆部件頻率響應函數的新方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)對附加部件布置加速度傳感器，測量其頻率響應函數扎&)A)； (2)將極脆部件和附加部件進行耦合連接，對裝配好的系統(tǒng)，布置傳感器，測量裝配系統(tǒng)的頻率響應函數ΗΑΒ[；ω[；ω ； (3)根據測得的附加部件的頻率響應函數及裝配系統(tǒng)的頻率響應函數，直接計算極脆部件的頻率響應函數。計算公式如下:
HBc(b)c(b) ~ ^Ac(a)c(a)^.^Ac(a)c(a) ^ABc(a)c{a)) ^Ac(O)C(^a) ^Ac(a)c(a) ? Kc 其中，K。為A和B連接動剛度，ω = 2JTf，表示采樣頻率。
2.根據權利要求1所述的一種測定極脆部件頻率響應函數的高精度方法，其特征在于，所述的測量的頻率響應函數包括:附加部件的頻率響應函數ΗΑ(；ω(；ω和裝配系統(tǒng)的頻率響應函數ΗΑΒ(；ω(；ω ,所述的頻率響應函數均為原點加速度導納。
3.根據權利要求2所述的一種測定極脆部件頻率響應函數的高精度方法，其特征在于，不需要對極脆部件進行激振或拾振。
4.根據權利要求2所述的一種測定極脆部件頻率響應函數的新方法，其特征在于，其頻率響應函數的計算公式為
^Bc(b)c(b) ~ ^Ac(a)c(a) Ac(a)c(a) ^ABc(a)c(a)) ^Ac(a)c(a) ^Ac(a)c(a) + ①°
【文檔編號】G01M7/02GK104236833SQ201410498562
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】王軍, 段芳, 盧立新 申請人:江南大學