基于模态分析的挠性接头角刚度测量研究

《基于模态分析的挠性接头角刚度测量研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、国防科技大学学报第26卷第5期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVoi.26No.52004文章编号：1001-248（62004）05-0094-05!基于模态分析的挠性接头角刚度测量研究吴冬良，戴一帆，郑子文（国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙410073）摘要：挠性接头是动力调谐陀螺的关键元件，刚度是其重要指标。针对挠性接头角刚度的测量，提出了一种基于模态分析的动态角刚度测量方法。该方法采用阶跃激励，利用高精度传感器和数据采集卡测量挠性接头的振动并采集数据，然后对采集数据进行数字滤波、FFT变换和频谱细化

2、，计算出挠性接头的动态角刚度，同时相应地求出了角阻尼比系数。该方法解决了长期以来采用静态测试法测量挠性接头角刚度所带来的问题，具有测量精度高、操作方便、测试效率高、重复性好等特点。关键词：动力调谐陀螺；角刚度；挠性接头；模态分析中图分类号：TH132.3文献标识码：AResearchBasedonModalAnalysistoDynamicalAngularRigidityoftheFlexibleJointWUDong-iiang，DAIYi-fan，ZHENZi-wen（CoiiegeofMechatronicsEngineeringandAutomation，Natio

3、naiUniv.ofDefenseTechnoiogy，Changsha410073，China）Abstract：Thefiexibiejointisthekeycomponentofdynamicaiiytunedgyro（DTG），anditsrigidityisaveryimportantparameter.Adynamicaianguiarrigiditymeasuringmethodisgivenbasedonmodaianaiysis.Itexcitesthefiexibiejointwithstepexcitation，andmeasuresthevibrat

4、ionwithiasersensorandacguiresthevibrationdatawiththedataacguisitioncard，thenhasthedigitaifiiter，fastfouriertransform（FFT）andspectrumzoom，caicuiatesthedynamicaianguiarrigidityofthefiexibiejoint；simuitaneousiythedampnessratiocoefficientisobtained.Themethodsoivestheprobiemswhichbringsaboutstat

5、icrigiditytestofthefiexibiejoint，andhasthechar-acteristicsofhighprecision，convenientoperation，highefficiencyandgoodrepeatabiiity.Keywords：DTG；anguiarrigidity；fiexibiejoint；modaianaiysis挠性接头是动力调谐陀螺的关键元件，正常工作时必须实现动力调谐。它既作为弹性元件，又作为动力调谐补偿元件，其性能好坏直接关系到动力调谐陀螺的精度、寿命、稳定性及可靠性。作为补偿力矩关键因素的刚度指标是挠性接头一项重

6、要的技术指标［1，2］，传统的静态测试法根据虎克定律确定出角刚度系数，其求得的角刚度系数为静态角刚度系数，测试误差大，且无法确定角阻尼系数和角刚度交叉系数［3］，而实际中所使用的角刚度系数为动态角刚度系数，因此采用静态角刚度系数进行力矩补偿时，不容易进行精确补偿。针对这种情况，对现有的测试方法进行了系统的研究和相应的改进，提出了采用阶跃激励，利用FFT变换提取响应信号的频谱，从频域内辨识挠性接头各项参数的方法。1测量原理与测量方法1.1测量方法测量挠性接头动态角刚度一般采用扫频法或者冲击法，因为这两种方法均属于全频谱激励法，即激励包含全部频谱信息。在本实验中，采用阶跃激励，由

7、傅立叶变换知其包含的频谱同样很丰富，只是幅值随着频率的升高逐渐衰减，因此采用阶跃激励同样可以激励出挠性接头全部的频谱，且设备简单、操作方便。同时，我们感兴趣的频率一般为工件的第一、二阶谐振频率，因此采用阶跃激励能够满足测量要求。通过测量挠性接头在阶跃激励下的振动特性获得其动态角刚度。使用的方法是对挠性接头进行!收稿日期：2004-04-30基金项目：国家部委资助项目（18YXGFKD25）作者简介：吴冬良（1978—），男，硕士生。吴冬良，等：基于模态分析的挠性接头角刚度测量研究95激励，通过测量其振动