[实用新型]一种结合面静态法向接触刚度测量装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于测量领域，涉及一种法向接触刚度测量装置，尤其是一种结合面静态法向接触刚度测量装置。

背景技术：

在机床、大型飞机等复杂机械系统中存在大量的结合面，它们破坏了机械系统结构的连续性，极大程度地影响机械系统的整机性能。结合面的连接特性呈现出非连续性，将结合面特性参数模型引入系统整机建模过程可以有效地提高产品设计阶段的整机性能预测能力。因此，准确构建结合面特性参数模型将为复杂机械部件结合面优化设计提供理论基础。

结合面接触刚度作为结合面重要特性参数之一，其准确程度将直接影响结合面参数特性模型。结合面的接触刚度与两接触表面的表面形貌及接触状态有关，因此研究结合面的形貌及接触状态对结合面接触刚度的影响规律将有助于准确确定结合面特性参数模型。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种静态法向接触刚度测量装置，通过直接测量结合面间的负载和位移，然后得到刚度。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，一种适用于结合面静态法向接触刚度的测量装置，该测量装置包括：测量支架、加载装置、测量装置、调节装置及待测试件；所述加载装置固定放置在测试支架的底部，其正上方依次是测量装置、待测试件及调节装置，加载装置、测量装置、待测试件及调节装置均位于测量支架内。

所述测量装置包括一个压力传感器、传感器顶帽、压力传感器固定环和一个轴向引伸计；压力传感器固定在千斤顶的正上方，压力传感器顶帽套在压力传感器的测量顶端，压力传感器固定环固定在下支撑板上，对压力传感器及顶帽起到固定及导向作用，轴向引伸计在测量过程中两个刀刃分别夹持在两个待测试件上。

所述调节装置包括调整螺杆、螺杆导套、中空导向套、第一锁紧螺钉、第二锁紧螺钉、调心球、试件固定环、钢球固定环；其中，带手柄的调整螺杆位于测量支架的正上方，螺杆导套与上支撑板紧固配合，与调整螺杆螺纹联接，中空导向套固定在上支撑板上，试件固定环设置于中空导向套内，位于待测试件的正上方，第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉设置于中空导向套上的螺纹通孔内，可旋入旋出，调心球通过钢球固定环封在试件固定环内，可以在试件固定环内自由旋转。

所述待测试件包括上试件和下试件，下试件位于压力传感器顶帽的正上方，上试件位于下试件的正上方，上试件的顶端有球窝，球窝的正上方是调心球，通过球头-球窝配合防止加载时结合面局部接触，保证整个结合面完全接触，在结合面附近轴向引伸计通过夹持刀刃固定在上试件及下试件上。

所述测量支架包括上支撑板、第一立柱和为第二立柱及下支撑板，三者装配为一体，在测量过程中始终保持固定不动。

所述加载装置包括一个千斤顶，千斤顶固定在下支撑板内。

本实用新型的原理是通过直接测量结合面间的负载和变形，然后得到刚度，原理比较简单所以测量装置结构简单。当加载不同的正压力时，本实用新型的测量装置能够针对不同的接触表面形貌、不同的正压力、不同的试验件材料特性等参数对结合面静态法向接触刚度进行测量，并利用实验结果分析接触表面形貌、正压力及试验件材料对法向接触刚度的影响规律。

附图说明：

图1为本实用新型的测量装置结构示意图；

其中：1为调整螺杆；2为上支撑板；3-1为第一锁紧螺钉；3-2为第二锁紧螺钉；4为试件固定环；5为上试件；6为压力传感器固定环；7-1为第一立柱；7-2为第二立柱；8为下支撑板；9为千斤顶；10为压力传感器；11为压力传感器顶帽；12为下试件；13为轴向引伸计；14为钢球固定环；15为调心球；16为中空导向套；17为螺杆导套。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型是一种适用于结合面静态法向接触刚度的测量装置，该测量装置包括：测量支架、加载装置、测量装置、调节装置及待测试件。

测量支架包括上支撑板2、第一立柱7-1和为第二立柱7-2及下支撑板8，三者装配为一体，在测量过程中始终保持固定不动。

加载装置包括一个千斤顶9，千斤顶9固定在下支撑板8内。

测量装置包括压力传感器10、压力传感器顶帽11、压力传感器固定环6和轴向引伸计13。其中：压力传感器10固定在千斤顶9的正上方，压力传感器顶帽11套在压力传感器10的测量顶端，压力传感器固定环6固定在下支撑板8上，对压力传感器10及顶帽11起到固定及导向作用，轴向引伸计13在测量过程中两个刀刃分别夹持在两个待测试件上。