一種間接測(cè)定多點(diǎn)連接包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的高精度方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種間接測(cè)定多點(diǎn)連接包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的高精度方法,屬于包裝領(lǐng)域,其主要特征在于,依據(jù)測(cè)量的系統(tǒng)水平頻響函數(shù)和部件水平頻響函數(shù)計(jì)算包裝界面等效動(dòng)剛度。包括如下步驟:①測(cè)量產(chǎn)品和車(chē)輛的頻響函數(shù)[HB]c(b)c(b),[HB]o(b)c(b),[HB]o(b)i(b),[HB]c(b)i(b),[HA]c(a)c(a);②對(duì)產(chǎn)品,車(chē)輛進(jìn)行包裝連接,測(cè)量系統(tǒng)水平頻響函數(shù)[HS]o(b)i(b);③根據(jù)測(cè)得的部件水平頻響函數(shù)和系統(tǒng)水平頻響函數(shù),計(jì)算多點(diǎn)連接包裝界面動(dòng)剛度。該方法完全依據(jù)測(cè)量的頻響函數(shù)預(yù)測(cè)多點(diǎn)連接包裝界面動(dòng)剛度,避免對(duì)包裝界面激振或拾振,工程應(yīng)用簡(jiǎn)便、精度高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種間接測(cè)定多點(diǎn)連接包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的高精度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包裝耦合界面參數(shù)識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其是涉及包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]產(chǎn)品在物流中發(fā)生破損的現(xiàn)象十分嚴(yán)重,由此導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失巨大。防護(hù)包裝可有效降低產(chǎn)品的物流損失,其設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是依據(jù)包裝界面的動(dòng)剛度。對(duì)包裝耦合界面而言,通常包括了內(nèi)部襯墊、外包裝箱、托盤(pán)以及其他輔助的固定裝置等,它們的性能集總行成了復(fù)雜包裝耦合界面的動(dòng)剛度。當(dāng)動(dòng)剛度較大時(shí),被包裝產(chǎn)品的響應(yīng)可能會(huì)放大而導(dǎo)致產(chǎn)品破損,當(dāng)動(dòng)剛度較小時(shí),緩沖材料的變形會(huì)非常大,從而要求包裝容器的體積增大,由此導(dǎo)致過(guò)度包裝。因此,可以說(shuō),防護(hù)包裝設(shè)計(jì)的核心是確定合適的包裝耦合界面動(dòng)剛度。在機(jī)械振動(dòng)測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】發(fā)展起來(lái)的諸多界面動(dòng)剛度的測(cè)試方法(包括時(shí)域方法、頻域方法等),要么需要高精度的儀器設(shè)備,要么需要大量的測(cè)點(diǎn),同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)本身的要求也非常高。同時(shí),現(xiàn)有的方法對(duì)于前文述及的包含多個(gè)單元的復(fù)雜包裝耦合界面動(dòng)剛度的測(cè)試普遍存在精度無(wú)法保證的問(wèn)題,特別是由于包裝耦合界面本身物理空間的限制,很難激振和拾振。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)試精度高、無(wú)需專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器、工程應(yīng)用簡(jiǎn)便的測(cè)量包裝耦合界面動(dòng)剛度的方法。
[0004]本發(fā)明提供用于包裝耦合界面動(dòng)剛度的測(cè)試方法,其特征在于:完全采用測(cè)量的部件水平頻率響應(yīng)函數(shù)和系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)預(yù)測(cè)包裝耦合界面動(dòng)剛度,避免了測(cè)量系統(tǒng)水平的在耦合點(diǎn)的導(dǎo)納,包括如下步驟:
[0005](I)布置傳感器,分別測(cè)量產(chǎn)品(部件A)和車(chē)輛(部件B)部件水平的頻率響應(yīng)函數(shù)[Hb] “bkft),WbI 0(b)c(b)? [He] o(b) i (b), [Hb] c (b) i (b), [Ha] c(a)c(a),其中[Hx] ,j表示對(duì)部件X在j點(diǎn)用力錘激振,在i點(diǎn)用加速度傳感器拾振,得到的頻率響應(yīng)函數(shù);
[0006](2)對(duì)產(chǎn)品,車(chē)輛按照實(shí)際物流運(yùn)輸實(shí)際工況,通過(guò)包裝進(jìn)行耦合連接,布置加速度傳感器,直接測(cè)量系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)[4]。(1^(13), [Hs]o(b)i(b)表示在車(chē)輛激勵(lì)點(diǎn)激勵(lì),同時(shí)在該點(diǎn)測(cè)量加速度響應(yīng),再采集激勵(lì)的時(shí)域信號(hào)和加速度傳感器響應(yīng)信號(hào),進(jìn)而得到的原點(diǎn)加速度導(dǎo)納;
[0007](3)根據(jù)測(cè)得的部件水平頻率響應(yīng)函數(shù)和系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù),直接計(jì)算包裝耦合界面的動(dòng)剛度。計(jì)算公式如下:
[0008][Kj —-ω ([Hb]c(b)j(b) ([HB]0(b)i(b)-[Hs]0(b)i(b)) [HB]0(b)c(b)_[HA]c(a)c(a)-[HB]c(b)c(b))。
[0009]其中,ω = 2Jif,表示采樣頻率,“-1”表示矩陣求逆運(yùn)算。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有顯著優(yōu)點(diǎn):
[0011](I)完全采用測(cè)量的部件水平頻率響應(yīng)函數(shù)和系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)預(yù)測(cè)包裝耦合界面等效動(dòng)剛度,其中系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)只包括了 [%]_)_,避免了對(duì)裝配系統(tǒng)耦合界面激振或拾振,因此不受耦合界面物理空間限制的影響,具有工程應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0012](2)計(jì)算動(dòng)剛度的公式所需要的頻率響應(yīng)函數(shù)完全可以由實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到,避免了有限元計(jì)算或理論建模對(duì)模型精度的依賴(lài)性。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1廣品運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)點(diǎn)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例
[0016]本發(fā)明測(cè)定包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的方法包括以下步驟:
[0017](I)對(duì)產(chǎn)品布置傳感器,測(cè)量產(chǎn)品的部件水平的頻率響應(yīng)函數(shù)[ΗΑ]&)εω ;
[0018](2)對(duì)車(chē)輛布置傳感器,測(cè)量車(chē)輛的部件水平的頻率響應(yīng)函數(shù)[HB]e(b)e(b),[HB]0(b)
舞[Hb] o(b) i (b), [Hb] c (b) i (b) ?
[0019](3)對(duì)產(chǎn)品,車(chē)輛按照實(shí)際物流運(yùn)輸實(shí)際工況,通過(guò)包裝進(jìn)行耦合連接,布置加速度傳感器,直接測(cè)量系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)[4]。_(13);
[0020](4)應(yīng)用下式對(duì)包裝耦合界面動(dòng)剛度進(jìn)行計(jì)算
[0021][Kj —-ω ([Hb]c(b)j(b) ([HB]0(b)j(b)-[Hs]0(b)j(b)) [HB]0(b)c(b)_[HA]c(a)c(a)-[HB]c(b)c(b))。
[0022]上述第(I)、(2)、(3)步中頻率響應(yīng)函數(shù)的測(cè)量可以由簡(jiǎn)單成熟的“激振測(cè)試”獲得,借助“力錘-加速度計(jì)-多通道信號(hào)采集分析系統(tǒng)”硬件測(cè)試系統(tǒng)完成,該系統(tǒng)為公知公用的機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)測(cè)試分析系統(tǒng),主要包括激振用的力錘、振動(dòng)響應(yīng)測(cè)試用的一組傳感器-加速度計(jì),以及多通道信號(hào)采集分析系統(tǒng),如國(guó)產(chǎn)的DASP智能信號(hào)能采集處理系統(tǒng),16或32通道,國(guó)外的如LMS,BK等系統(tǒng),多通道信號(hào)采集分析儀主要由前置信號(hào)調(diào)節(jié)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和配套軟件(時(shí)頻動(dòng)態(tài)信號(hào)讀取、分析、顯示、輸出、打印等功能等)。
[0023]上述實(shí)施例為本發(fā)明推薦的實(shí)施方式,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明核心實(shí)質(zhì)和原理下所做的修改、替代、組合、簡(jiǎn)化均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種間接測(cè)定多點(diǎn)連接包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的高精度方法,其特征在于,包括如下步驟: (1)布置傳感器,分別測(cè)量產(chǎn)品(部件A)和車(chē)輛(部件B)部件水平的頻率響應(yīng)函數(shù)[Hb] c(b)c(b),[Ηβ] o(b)c(b),[Ηβ] o (b) i (b), [Ηβ] c (b) i (b),
[Ηα] c(a)c(a),其中[Ηχ] ij表示對(duì)部件X在j點(diǎn)用力錘激振,在i點(diǎn)用加速度傳感器拾振,得到的頻率響應(yīng)函數(shù); (2)對(duì)產(chǎn)品,車(chē)輛按照實(shí)際物流運(yùn)輸實(shí)際工況,通過(guò)包裝進(jìn)行耦合連接,布置加速度傳感器,直接測(cè)量系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)政]。(1^(13),[Hs]o(b)i(b)表示在車(chē)輛激勵(lì)點(diǎn)激勵(lì),同時(shí)在該點(diǎn)測(cè)量加速度響應(yīng),再采集激勵(lì)的時(shí)域信號(hào)和加速度傳感器響應(yīng)信號(hào),進(jìn)而得到的原點(diǎn)加速度導(dǎo)納; (3)根據(jù)測(cè)量的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)和部件水平頻率響應(yīng)函數(shù)直接計(jì)算包裝耦合界面等效動(dòng)剛度[K。]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種間接測(cè)定多點(diǎn)連接包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的高精度方法,其特征在于,所述的測(cè)量的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)只包括政]。(13)_。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種間接測(cè)定多點(diǎn)連接包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的高精度方法,其特征在于,所需要測(cè)量的頻率響應(yīng)函數(shù)直接采用測(cè)量的加速度導(dǎo)納表達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種間接測(cè)定多點(diǎn)連接包裝耦合界面等效動(dòng)剛度的高精度方法,其特征在于,動(dòng)剛度的計(jì)算公式為
[Kc]W ( [Hg] c (b) i (b) ( [Ηβ]。(b) i (b) [Hs] o (b) i (b) ) 1-?-! o(b)c(b)c (a) c (a) (?] c (b) c (b) ) ?
【文檔編號(hào)】G01N19/00GK104330352SQ201410498489
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】王軍, 段芳, 盧立新 申請(qǐng)人:江南大學(xué)