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一種間接測定包裝耦合界面等效動剛度的高精度方法
【專利摘要】本發明公開了一種間接測定包裝耦合界面等效動剛度的高精度方法，屬于包裝領域，其主要特征在于，依據測量的系統水平頻響函數和部件水平頻響函數計算包裝耦合界面等效動剛度。包括如下步驟：①布置傳感器，分別測量產品和車輛的頻響函數HAo(a)c(a)，HAc(a)c(a)，HAo(a)i(a)，HAc(a)i(a)，HBc(b)c(b)；②對產品，車輛按照實際工況，通過包裝連接，布置加速度傳感器，測量系統水平頻響函數HSo(a)i(a)；③根據測量的部件水平頻響函數和系統水平頻響函數計算包裝耦合界面等效動剛度。該方法無需對包裝界面激振或拾振，完全依據測量的頻響函數預測包裝界面動剛度，工程應用簡便、精度高。
【專利說明】一種間接測定包裝耦合界面等效動剛度的高精度方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及包裝耦合界面參數識別【技術領域】，尤其是涉及包裝耦合界面等效動剛度的測試方法。

【背景技術】
[0002]產品在物流中發生破損的現象十分嚴重，由此導致的經濟損失巨大。防護包裝可有效降低產品的物流損失，其設計的基礎是依據包裝界面的動剛度。對包裝耦合界面而言，通常包括了內部襯墊、外包裝箱、托盤以及其他輔助的固定裝置等，它們的性能集總行成了復雜包裝耦合界面的動剛度。當動剛度較大時，被包裝產品的響應可能會放大而導致產品破損，當動剛度較小時，緩沖材料的變形會非常大，從而要求包裝容器的體積增大，由此導致過度包裝。因此，可以說，防護包裝設計的核心是確定合適的包裝耦合界面動剛度。在機械振動測試【技術領域】發展起來的諸多界面動剛度的測試方法(包括時域方法、頻域方法等)，要么需要高精度的儀器設備，要么需要大量的測點，同時對實驗技術本身的要求也非常高。同時，現有的方法對于前文述及的包含多個單元的復雜包裝耦合界面動剛度的測試普遍存在精度無法保證的問題，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。


【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種測試精度高、無需專用測量儀器、工程應用簡便的測量包裝耦合界面動剛度的方法。
[0004]本發明提供用于包裝耦合界面動剛度的測試方法，其特征在于:完全采用測量的部件水平頻率響應函數和系統水平頻率響應函數預測包裝耦合界面動剛度，避免了測量系統水平的在耦合點的導納，包括如下步驟:
[0005](I)布置傳感器，分別測量產品(部件A)和車輛(部件B)部件水平的頻率響應函
^Ao (a) c (a) ? ^Ac (a) c (a^ ? ^Ao (a) i (a) ? ^Ac (a) i (a) ? ^Bc (b) c (b) ? 其中Hxij表示對部件X在j點用力錘激振，
在i點用加速度傳感器拾振，得到的頻率響應函數；
[0006](2)對產品，車輛按照實際物流運輸實際工況，通過包裝進行耦合連接，布置加速度傳感器，直接測量系統水平頻率響應函數HS[J(a)i(a)，HSo(a)i(a)表示在車輛激勵點激勵，同時在該點測量加速度響應，再采集激勵的時域信號和加速度傳感器響應信號，進而得到的原點加速度導納；
[0007](3)根據測得的部件水平頻率響應函數和系統水平頻率響應函數，直接計算包裝耦合界面的動剛度。計算公式如下:
[0008]KcW ^Ac (a) i (a) ^Ao (a) i (a) ^So (a) i (a) ^ ^Ao (a) c(a) ^Ac (a) c (a) ^Bc(b)c(b)^ °
[0009]其中，ω = 2Jif，表示采樣頻率，“-1”表示矩陣求逆運算。
[0010]本發明與現有技術相比，具有顯著優點:
[0011](I)完全采用測量的部件水平頻率響應函數和系統水平頻率響應函數預測包裝耦合界面等效動剛度，其中系統水平頻率響應函數只包括了 HS[J(a)i(a)，避免了對裝配系統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，具有工程應用方便等優點。
[0012](2)計算動剛度的公式所需要的頻率響應函數完全可以由實驗測試得到，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廣品運輸系統標準檢測點不意圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0015]實施例
[0016]本發明測定包裝耦合界面等效動剛度的方法包括以下步驟:
[0017](I)對產品布置傳感器，測量產品的部件水平的頻率響應函數ΗΑ()(&ω，HAc(a)c(a),
^Ao (a) i (a) ? ^Ac (a) i (a) ?
[0018](2)對車輛布置傳感器，測量車輛的部件水平的頻率響應函數HBc;(b)c;(b)；
[0019](3)對產品，車輛按照實際物流運輸實際工況，通過包裝進行耦合連接，布置加速度傳感器，直接測量系統水平頻率響應函數HS[J(a)i(a)；
[0020](4)應用下式對包裝耦合界面動剛度進行計算
[0021 ] KcW ^Ac (a) i (a) ^Ao (a) i (a) ^So (a) i (a) ^ ^Ao (a) c(a) ^Ac (a) c (a) ^Bc(b)c(b)^ °
[0022]上述第(I)、(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”硬件測試系統完成，該系統為公知公用的機械結構動力學測試分析系統，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，如國產的DASP智能信號能采集處理系統，16或32通道，國外的如LMS，BK等系統，多通道信號采集分析儀主要由前置信號調節器、模數轉換器和配套軟件(時頻動態信號讀取、分析、顯示、輸出、打印等功能等)。
[0023]上述實施例為本發明推薦的實施方式，但本發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，都包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種間接測定包裝耦合界面等效動剛度的高精度方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)布置傳感器，分別測量產品(部件A)和車輛(部件B)部件水平的頻率響應函數^Ao (a) c (a) ? ^Ac (a) c (a) ? ^Ao (a) i (a) ? ^Ac (a) i (a) ? ^Bc (b) c (b) ? 其中Hxij表示對部件X在j點用力錘激振，在i點用加速度傳感器拾振，得到的頻率響應函數； (2)對產品，車輛按照實際物流運輸實際工況，通過包裝進行耦合連接，布置加速度傳感器，直接測量系統水平頻率響應函數HS[J(a)i(a)，HSo(a)i(a)表示在車輛激勵點激勵，同時在該點測量加速度響應，再采集激勵的時域信號和加速度傳感器響應信號，進而得到的原點加速度導納； (3)根據測量的部件水平頻率響應函數和系統水平頻率響應函數直接計算包裝耦合界面等效動剛度K。。
2.根據權利要求1所述的一種測定包裝耦合界面等效動剛度的高精度方法，其特征在于，所述的測量的系統水平頻率響應函數只包括HS[J(a)i(a)。
3.根據權利要求2所述的一種間接測定包裝耦合界面等效動剛度的高精度方法，其特征在于，所需要測量的頻率響應函數直接采用測量的加速度導納表達。
4.根據權利要求3所述的一種測定包裝耦合界面等效動剛度的高精度方法，其特征在于，動剛度的計算公式為
K。O ^Ac (a) i (a) ^Ao (a) i (a) ^So (a) i (a) ^ ^Ao (a) c (a) ^Ac (a) c (a) ^Bc (b) c (b) ^ °
【文檔編號】G01N3/00GK104330296SQ201410498658
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】王軍, 段芳, 盧立新 申請人:江南大學