兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (2): 662-670.doi: 10.12382/bgxb.2022.0672
宁克焱1, 曾强2, 田金山1, 赵攀2, 兰海1, 何家富2, 万丽3,*()
收稿日期:
2022-07-26
上线日期:
2024-02-29
通讯作者:
基金资助:
NING Keyan1, ZENG Qiang2, TIAN Jinshan1, ZHAO Pan2, LAN Hai1, HE Jiafu2, WAN Li3,*()
Received:
2022-07-26
Online:
2024-02-29
摘要:
机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传感共形的位移测量模型,对弹簧整体受力及位移进行分析,确定位移-应变映射关系;基于有限元方法建立弹簧的应变-位移模型,分析弹簧位移测量的敏感点、不同组桥形式、位移激励频率等因素影响;通过搭建电液伺服高频冲击试验台,在扫频和加热工况下进行弹簧位移测量装置及方法的有效性和动态性能测试。试验结果表明:加载频率在100Hz及以下时测试精度可达0.06mm,高温适应性不低于275℃;经车用干片式制动器高温制动试验应用验证,在工作温度160℃以上仍能实时稳定获取机构的动态位移信号,为高温制动器状态检测及其故障诊断提供了嵌入式测试技术支撑;该共形位移测量方法在高温条件下具有良好的线性度和精度,为紧凑空间及高温等恶劣环境下位移测量提供了一种有效方法,尤其是在具有弹簧等弹性元件的情况下能够实现对原系统无影响的嵌入式测试。
中图分类号:
宁克焱, 曾强, 田金山, 赵攀, 兰海, 何家富, 万丽. 高温环境下弹簧功能-传感共形位移测量装置及方法[J]. 兵工学报, 2024, 45(2): 662-670.
NING Keyan, ZENG Qiang, TIAN Jinshan, ZHAO Pan, LAN Hai, HE Jiafu, WAN Li. A Spring Function-sensing Conformal Displacement Measuring Device and Method for High Temperature Application[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(2): 662-670.
阶数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
频率/Hz | 75.0 | 75.5 | 143.3 | 270.5 | 299.8 | 310.1 | 428.9 |
表1 弹簧约束模态频率
Table 1 Spring constraint modal frequency
阶数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
频率/Hz | 75.0 | 75.5 | 143.3 | 270.5 | 299.8 | 310.1 | 428.9 |
频率/Hz | 20 | 50 | 100 | 110 |
---|---|---|---|---|
误差/mm | -0.0477 | -0.0585 | 0.0228 | 0.1265 |
表2 弹簧动载试验误差分析
Table 2 Error analysis of spring dynamic load test
频率/Hz | 20 | 50 | 100 | 110 |
---|---|---|---|---|
误差/mm | -0.0477 | -0.0585 | 0.0228 | 0.1265 |
制动惯量/ (kg·m-2) | 制动初转速/ (r·min-1) | 制动末转速/ (r·min-1) | 制动减速度/ (m·s-2) | 制动 周期/s |
---|---|---|---|---|
80 | 1620 | 694 | 2 | 60 |
表3 制动器连续制动工况
Table 3 Continuous braking condition of brake
制动惯量/ (kg·m-2) | 制动初转速/ (r·min-1) | 制动末转速/ (r·min-1) | 制动减速度/ (m·s-2) | 制动 周期/s |
---|---|---|---|---|
80 | 1620 | 694 | 2 | 60 |
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