一种关节曲面结合面动态特性测试装置及测试方法

摘要

一种关节曲面结合面动态特性测试装置及测试方法，其包括激振系统、加载系统、试验台系统、信号采集分析处理系统；激振系统由激振器、激振器挂梁和支架组成；加载系统由加载螺栓A、加载弹簧A、加载螺栓B、加载弹簧B、加载螺栓C、加载弹簧C、加载螺栓D、加载弹簧D组成；试验台系统包括基座、下桥板、待测试块、上桥板；信号采集分析处理系统中的计算机通过发出已知激励信号，使激振器进行激振的同时，采集系统中的响应信号，并进行运算，即可得到关节曲面结合面的动态特性。本发明可以实现测量多种不同材料的关节曲面结合面动态特性，具有很好地互换性，并且操作简单，数据可靠。

主权项

一种关节曲面结合面动态特性测试装置，其特征在于：该测试装置包括激振装置与信号采集分析处理系统；所述的激振装置由激振系统、加载系统、试验台系统组成；激振系统由激振器(8)、激振器挂梁(7)和支架(9)组成；在使用过程中，支架(9)起到支撑激振器(8)的作用，首先将支架(9)通过螺栓将其与基座(13)进行固定，然后激振器挂梁(7)通过螺栓与支架(9)进行固定，将激振器(8)通过螺栓固定于激振器挂梁(7)上，通过调节激振器(8)与激振器挂梁(7)之间的螺栓调节激振器(8)的俯仰角度，当其恰好垂直于上桥板(12)时，拧紧螺栓，此时，激振器(8)、激振器挂梁(7)、支架(9)组成一个不可互相移动的整体；试验台系统包括下桥板(1)、上桥板(12)、基座(13)、待测试块(20)；待测试块(20)置于下桥板(1)与上桥板(12)之间，待测试块(20)一端为圆柱面，另一端为球形面，待测试块(20)圆柱面上均布有三个螺纹孔，待测试块(20)中间设有储油孔；下桥板(1)的表面设有与待测试块(20)的球形面配合的凹槽；上桥板(12)的上表面中心位置开有一个方形槽，方形槽的中心设有一个与待测试块(20)储油孔连接的通孔；方形槽周边设有与待测试块(20)三个螺纹孔对应的螺纹孔，方形槽有效减少了上桥板(12)与待测试块(20)之间的螺栓连接长度，保证其连接刚度远大于结合面的接触刚度，方形槽应开有一定的尺寸，保证具有安装阻抗传感器(2)的空间位置，在方形槽的正中间位置开有一个贯穿上桥板(12)上下表面的通孔，目的是在不用拆下待测试块(20)的情况下，给其储油孔进行注油；将基座(13)固定在母体上，将下桥板(1)通过螺栓连接在基座(13)上，并且将待测试块(20)通过螺钉连接到上桥板(12)上，通过待测试块(20)与上桥板(12)的连接可有效保证二者的连接紧固性以及足够的刚度，将待测试块(20)的球面对正下桥板(1)中心处的球面凹槽，并放置于其中；加载系统由加载螺栓A(10)、加载弹簧A(3)、加载螺栓B(6)、加载弹簧B(4)、加载螺栓C(16)、加载弹簧C(15)、加载螺栓D(17)、加载弹簧D(18)组成；通过四个加载螺栓使上桥板(12)与下桥板(1)进行稳固连接，连接过程中，严格保证上桥板(12)上表面与下桥板(1)的平行性，避免安装位置不正，除了曲面接触部分，上桥板(12)的任何部分不应与下桥板(1)的部分接触；在安装过程中，加载弹簧A(3)安装在加载螺栓A(10)上组成的第一组加载单元，加载弹簧B(4)安装在加载螺栓B(6)上组成的第二组加载单元，加载弹簧C(15)安装在加载螺栓C(16)上组成的第三组加载单元，加载弹簧D(18)安装在加载螺栓D(1)上组成的第四组加载单元，四组加载单元关于上桥板(12)的中心呈对称布置；阻抗传感器(2)置于上桥板(12)的中心位置，并将激振器(8)的激振头与阻抗传感器(2)进行连接，压电传感器A(11)与压电传感器B(5)关于上桥板(12)的中心呈对称布置，压电传感器C(14)和压电传感器D(19)关于下桥板(1)中心呈对称布置。