專利名稱：飛輪殼疲勞試驗裝置及試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種飛輪殼疲勞試驗裝置及試驗方法。
背景技術(shù)：
飛輪殼安裝于發(fā)動機(jī)缸體與變速箱之間，外接曲軸箱、起動機(jī)、油底殼等，內(nèi)置飛輪總成，起到連接機(jī)體、防護(hù)和載體的作用?；诖?，飛輪殼是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的殼體，其受力情況及破壞情況均較為復(fù)雜。通過統(tǒng)計分析，飛輪殼大約共有八種失效模式，包括:裂紋、破裂、損傷(機(jī)械損傷)、尺寸超差、縮松、外觀質(zhì)量、尺寸加工不合格、錯裝。其中，飛輪殼失效模式中大約有94%的失效和疲勞有關(guān)，因此，對飛輪殼進(jìn)行疲勞試驗，對飛輪殼質(zhì)量的提高有關(guān)鍵作用?，F(xiàn)階段發(fā)動機(jī)領(lǐng)域內(nèi)對發(fā)動機(jī)疲勞試驗的研究尚處于起步階段。目前，一般采用液壓式飛輪殼疲勞試驗機(jī)對飛輪殼進(jìn)行疲勞試驗。該方式主要是通過液壓加載氣缸體實現(xiàn)對飛輪殼進(jìn)行循環(huán)加載，從而使飛輪殼產(chǎn)生疲勞破壞。然而，上述疲勞試驗方式存在下述技術(shù)問題:第一、疲勞破壞而產(chǎn)生的裂紋，需要人為監(jiān)測，主觀性較強(qiáng)，判斷標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致試驗精度較低，可參照性偏低；而且人為觀測時，存在安全隱患；第二、采用液壓式飛輪殼疲勞試機(jī)進(jìn)行疲勞試驗時，由于液壓頻率較低，試驗周期很長，而且必須使用氣缸體， 占地空間較大。有鑒于此，如何提供一種飛輪殼疲勞試驗裝置，以提高試驗精度和試驗安全系數(shù)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的為提供一種飛輪殼疲勞試驗裝置及試驗方法。該試驗裝置和試驗方法可以提高飛輪殼疲勞試驗的精度和安全系數(shù)。本發(fā)明提供的飛輪殼疲勞試驗裝置，包括:底座，飛輪殼安裝于所述底座上；主動擺臂、從動擺臂，所述飛輪殼夾持于所述主動擺臂和所述從動擺臂之間；應(yīng)力檢測元件，安裝于所述飛輪殼，檢測所述飛輪殼的應(yīng)力；激振裝置，安裝于所述主動擺臂上；加速度檢測元件，檢測激振的加速度。該試驗裝置試驗時，先對飛輪殼進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，通過加載裝置和應(yīng)力檢測元件可以得到靜態(tài)載荷和應(yīng)力的對應(yīng)曲線。激振裝置加載時，加速度檢測元件檢測激振加速度，力口速度產(chǎn)生異常時，飛輪殼產(chǎn)生裂紋，可以記錄當(dāng)前應(yīng)力，并根據(jù)當(dāng)前應(yīng)力以及載荷、應(yīng)力對應(yīng)曲線，獲得與當(dāng)前應(yīng)力對應(yīng)的載荷，進(jìn)而獲得使飛輪殼產(chǎn)生裂紋的載荷，達(dá)到試驗?zāi)康??？梢姡景l(fā)明通過加速度的異常，監(jiān)測飛輪殼是否產(chǎn)生裂紋，該監(jiān)測方式具有客觀標(biāo)準(zhǔn)，相較于背景技術(shù)中依靠人工觀測，顯然試驗精度較高，試驗結(jié)果更接近真實狀態(tài)；與此同時，由于不需要人工觀測，試驗安全系數(shù)也得以提高。另外，由于采用了激振裝置進(jìn)行循環(huán)加載，激振力在共振作用下得以放大而產(chǎn)生較大載荷，相較于背景技術(shù)中低頻液壓加載方式，試驗周期得以縮短，且該試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地空間較小。優(yōu)選地，所述飛輪殼具有內(nèi)側(cè)螺紋部，所述應(yīng)力檢測元件安裝于所述飛輪殼的內(nèi)側(cè)螺紋部的邊緣部位。內(nèi)側(cè)螺紋部的邊緣部位為飛輪殼的薄弱部位，也是最易產(chǎn)生的裂紋的部位，檢測該部位的應(yīng)力，能夠更為準(zhǔn)確地得出飛輪殼疲勞損傷時的載荷。優(yōu)選地，所述激振裝置包括安裝于所述主動擺臂上的電機(jī)和由所述電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的偏心輪。電機(jī)和偏心輪的配合使用，電機(jī)轉(zhuǎn)速改變時可以改變激振力大小，調(diào)節(jié)偏心輪偏心量可改變整個系統(tǒng)的自振頻率，具有易于安 裝、操作方便，且成本較低的優(yōu)勢。優(yōu)選地，還包括加載裝置，用于對飛輪殼逐步靜態(tài)加載。設(shè)置加載裝置后，該試驗裝置試驗時，無需臨時采用其他能夠?qū)嵤╈o態(tài)加載的裝置，提聞試驗效率。優(yōu)選地，所述加載裝置包括固定銷、加載螺桿、設(shè)置于所述加載螺桿上的壓力傳感器，以及活動擋板；所述主動擺臂和/或所述從動擺臂上設(shè)有與所述固定銷配合的銷孔；加載時，所述加載螺桿的一端通過所述固定銷與所述主動擺臂或所述從動擺臂上的所述銷孔固定，所述加載螺桿的另一端貫穿所述活動擋板，且所述活動擋板相應(yīng)地置于所述從動擺臂或所述主動擺臂的外沿。加載螺桿作為靜標(biāo)加載裝置，易于對飛輪殼實施靜態(tài)加載，且結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。優(yōu)選地，所述加速度檢測元件設(shè)置于所述主動擺臂和/或所述從動擺臂上。飛輪殼夾持于兩擺臂之間，為了不受安裝限制，可以將加速度檢測元件設(shè)置于主動擺臂和/或從動擺臂上。優(yōu)選地，還包括置于所述底座上的兩夾板，兩所述夾板的外側(cè)分別固定所述主動擺臂和所述從動擺臂；所述飛輪殼夾持于兩所述夾板的內(nèi)側(cè)。兩夾板分別相當(dāng)于發(fā)動機(jī)的缸體和齒輪箱，即通過夾板夾緊固定飛輪殼模擬了飛輪殼的真實安裝情況，使得試驗結(jié)果更接近真實狀態(tài)。而且，飛輪殼的充分夾緊由兩夾板實現(xiàn)，而兩擺臂傳遞振動的功能更為明顯，以便放大激振加載的力矩。優(yōu)選地，所述主動擺臂以及所述從動擺臂與所述底座之間設(shè)有平衡彈簧。設(shè)置平衡彈簧后，通過調(diào)節(jié)平衡彈簧，可以消除激振力在其他方向的分力，使激振力與加載裝置施加的載荷方向相同，提高試驗結(jié)果的精準(zhǔn)度。本發(fā)明還提供一種飛輪殼疲勞試驗方法，包括下述步驟:對飛輪殼逐步加載產(chǎn)生彎矩，加載過程中實時檢測飛輪殼的應(yīng)力；記錄飛輪殼應(yīng)力隨載荷變化的曲線；對飛輪殼實施激振，檢測不同激振力下，激振的加速度以及飛輪殼的應(yīng)力；記錄激振時，加速度隨激振力變化的曲線，以及應(yīng)力隨激振力變化的曲線；
當(dāng)加速度出現(xiàn)異常時，獲取與變化異常時激振力所對應(yīng)的應(yīng)力，并根據(jù)應(yīng)力隨載荷變化的曲線，獲取與當(dāng)前激振力對應(yīng)的載荷。該試驗方法與上述試驗裝置的工作原理相同，能夠達(dá)到同樣的技術(shù)效果，此處不再贅述。優(yōu)選地，檢測應(yīng)力時，檢測飛輪殼的倒角部位或內(nèi)側(cè)螺紋邊緣部位的應(yīng)力。內(nèi)側(cè)螺紋邊緣部位為飛輪殼的薄弱部位，也是最易產(chǎn)生的裂紋的部位，檢測該部位的應(yīng)力，能夠更為準(zhǔn)確地得出飛輪殼疲勞損傷時的載荷。優(yōu)選地，通過電機(jī)和由所述電機(jī)驅(qū)動的偏心輪實施激振加載，所述激振強(qiáng)度為所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速。


圖1為本發(fā)明所提供飛輪殼疲勞試驗裝置一種具體實施方式
的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中試驗裝置的俯視圖；圖3為本發(fā)明所 提供飛輪殼疲勞試驗方法一種具體實施方式
的流程圖；圖4為本發(fā)明所提供試驗裝置中加載裝置一種具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-4 中:11飛輪殼、121a第一銷孔、122a第二銷孔、121主動擺臂、122從動擺臂、13激振裝置、131電機(jī)、132偏心輪、14加速度傳感器、151第一夾板、152第二夾板、21連接銷孔、22壓力傳感器、23墊塊、24活動擋板、25加壓螺桿
具體實施例方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供飛輪殼疲勞試驗裝置一種具體實施方式
的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中試驗裝置的俯視圖。該飛輪殼11疲勞試驗裝置，包括底座、主動擺臂121、從動擺臂122、加載裝置、應(yīng)力檢測元件、激振裝置13，以及加速度檢測元件。其中，飛輪殼11安裝于底座上，另外，飛輪殼11還夾持于主動擺臂121和從動擺臂122之間，即飛輪殼11相對于主動擺臂121、從動擺臂122固定，形成剛性整體，主動擺臂121和從動擺臂122能夠在激振裝置13作用下振動。試驗裝置的應(yīng)力檢測元件設(shè)置于飛輪殼11上，比如在飛輪殼11上粘貼應(yīng)變片，應(yīng)變片成本較低，且檢測精度較高，適于此處的應(yīng)力讀取需求；當(dāng)然，也可以是應(yīng)力檢測傳感器、測試儀等，此類檢測元件成本偏高，實際上適于更為復(fù)雜的應(yīng)力檢測場合。試驗裝置的加載裝置主要用于對飛輪殼11逐步靜態(tài)加載，逐步靜態(tài)加載，即對飛輪殼11施加數(shù)值漸變的載荷，比如施加數(shù)值遞增的載荷。載荷會對飛輪殼11產(chǎn)生彎矩，飛輪殼11上產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力檢測元件能夠檢測到該應(yīng)力。當(dāng)載荷遞增時，應(yīng)力檢測元件檢測的應(yīng)力也逐漸變化，可以記錄飛輪殼11應(yīng)力隨載荷變化的曲線。可以想到，逐步加載，也可以是施加數(shù)值遞減的載荷，此時壓力檢測元件檢測到的應(yīng)力也隨載荷的變化而變化?？梢岳斫猓囼炑b置不包括加載裝置也是可以的，試驗時，可以臨時采用其他能夠進(jìn)行靜態(tài)加載的裝置。當(dāng)然，專門設(shè)置與該試驗裝置配合的加載裝置，使得試驗效率更高。試驗裝置的激振裝置13，安裝于主動擺臂121上。激振裝置13振動時，帶動主動擺臂121受迫振動，主動擺臂121再帶動飛輪殼11、從動擺臂122振動。此處，主動和從動表示一種振動傳遞關(guān)系，設(shè)有激振裝置13的擺臂必然首先振動，即為主動擺臂121，另一擺臂相應(yīng)地即為從動擺臂122。從圖1可以看出，主動擺臂121和從動擺臂122可以加工為相同的結(jié)構(gòu)，任一擺臂上均可以預(yù)留出安裝激振裝置13的安裝位。另外，還設(shè)置了加速度檢測元件，用于檢測激振的加速度，可以是一般的加速度傳感器14，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，也可以是加速度計、陀螺儀等。激振的加速度體現(xiàn)于整個振動系統(tǒng)的加速度，如上所述，主動擺臂121、從動擺臂122以及飛輪殼11連接為剛性整體后，激振加速度即為該剛性整體的加速度。飛輪殼11夾持于兩擺臂之間，加速度傳感器14的安裝可能受到限制，則加速度傳感器14可以設(shè)置于主動擺臂121和/或從動擺臂122上。由于主動擺臂121上設(shè)有激振裝置13，故為了便于測量加速度，可以將加速度檢測元件設(shè)置于從動擺臂122上，如圖2所示。上述試驗裝置可以通過 下述試驗方法進(jìn)行疲勞試驗，請參考圖3理解，圖3為本發(fā)明所提供飛輪殼疲勞試驗方法一種具體實施方式
的流程圖。該試驗方法采用“靜標(biāo)動測”的方式達(dá)到疲勞試驗?zāi)康摹Ｔ擄w輪殼11疲勞試驗方法具體包括下述步驟:S1、對飛輪殼11逐步加載產(chǎn)生彎矩，加載過程中實時檢測飛輪殼11的應(yīng)力；如上所述，加載過程中，應(yīng)力檢測元件可以實時檢測飛輪殼11的應(yīng)力變化，主要是檢測應(yīng)力檢測元件安裝位置的應(yīng)力變化。S2、記錄飛輪殼11應(yīng)力隨載荷變化的曲線；根據(jù)檢測的應(yīng)力和對應(yīng)的載荷，可以獲取相應(yīng)的曲線。步驟S1、S2實現(xiàn)“靜標(biāo)”，為后續(xù)步驟提供載荷參考。S3、對飛輪殼11實施激振，檢測不同激振強(qiáng)度下，激振的加速度以及飛輪殼11的應(yīng)力；通過上述激振裝置13激振時，產(chǎn)生的激振力能夠?qū)︼w輪殼11循環(huán)加載,改變激振力大小，則可實現(xiàn)對飛輪殼11的逐步加載。飛輪殼11夾緊于兩擺臂之間后，上述剛性整體形成形如音叉的諧振系統(tǒng)，如圖1、2所示，兩擺臂相對且平行設(shè)置。此時，可以將激振裝置13的激振頻率設(shè)定在上述諧振系統(tǒng)的共振點附近，即無限接近或是等于剛性整體的共振頻率，則諧振系統(tǒng)對飛輪殼11的加載力矩得以數(shù)十倍的放大，從而使飛輪殼11受到足夠大的循環(huán)載荷，激振力達(dá)到一定程度時，飛輪殼11會產(chǎn)生疲勞損壞，產(chǎn)生裂紋。S4、記錄激振時，應(yīng)力隨激振強(qiáng)度變化的曲線；S3-S4 實現(xiàn)“動測”。S5、判斷加速度是否出現(xiàn)異常；若否，則返回S3，若是，則進(jìn)入步驟S6 ；飛輪殼11以及擺臂作為一個剛性整體，未產(chǎn)生裂紋時，剛度不變，該整體的自振頻率是固定的，步驟S3中，激振頻率與該系統(tǒng)自振頻率基本相等產(chǎn)生共振，隨激振力的變化，加速度不變，為一固定值。當(dāng)飛輪殼11產(chǎn)生裂紋時，整個系統(tǒng)剛度發(fā)生變化，自振頻率改變，此時，加速度會出現(xiàn)波動，即檢測的整個試驗裝置的激振加速度出現(xiàn)異常。為便于觀測何時加速度變化異常，可以將檢測的加速度隨時間或是激振力繪制為變化曲線，以便于及時獲悉裂紋產(chǎn)生的時間，以及此時間對應(yīng)的激振力。S6、獲取與當(dāng)前激振強(qiáng)度對應(yīng)的應(yīng)力，并根據(jù)應(yīng)力隨載荷變化的曲線，獲取與當(dāng)前激振強(qiáng)度對應(yīng)的載荷。當(dāng)加速度出現(xiàn)異常時，表明此時飛輪殼11、擺臂等組成的剛性整體的自振頻率發(fā)生了變化，影響了共振，則飛輪殼11此時必然產(chǎn)生了裂紋，可以獲取此時應(yīng)力檢測元件檢測的當(dāng)前應(yīng)力。步驟S2中通過“靜標(biāo)”已經(jīng)獲得了應(yīng)力隨載荷變化的曲線，根據(jù)檢測的當(dāng)前應(yīng)力和步驟S2中獲取的曲線，可以獲取當(dāng)前激振強(qiáng)度對飛輪殼11所產(chǎn)生的載荷，由此，可獲得使飛輪殼11疲勞產(chǎn)生裂紋的載荷，達(dá)到試驗?zāi)康摹＜ふ駨?qiáng)度可以是激振力的大小，或是根據(jù)激振的其他參數(shù)確定。上述實施例步驟S5中，當(dāng)加速度變化異常時，即進(jìn)行步驟S6獲得與當(dāng)前應(yīng)力對應(yīng)的載荷。實際上，試驗可以是連續(xù)的過程，技術(shù)人員獲取各類曲線后，經(jīng)過后續(xù)的對比分析可以獲取裂紋產(chǎn)生時對應(yīng)的載荷，而且，按照該種方式，還可以獲得裂紋產(chǎn)生大小與載荷的關(guān)系。當(dāng)然，按照上述步驟進(jìn)行，產(chǎn)生裂紋時，即可停止激振，實現(xiàn)自動化控制。本發(fā)明通過加速度和激振強(qiáng)度對應(yīng)關(guān)系的變化，監(jiān)測飛輪殼11是否產(chǎn)生裂紋，該監(jiān)測方式具有客觀標(biāo)準(zhǔn)，相較于背景技術(shù)中依靠人工觀測，顯然試驗精度較高，試驗結(jié)果更接近真實狀態(tài)；與此同時，由于不需要人工觀測，試驗安全系數(shù)也得以提高。另外，由于采用了激振裝置13進(jìn)行循環(huán)加載，激振力在共振作用下得以放大而產(chǎn)生較大載荷，相較于背景技術(shù)中低頻液壓加載方式，試驗周期得以縮短，從圖1、2也可以看出，試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地空間較小。針對上述實施例，飛輪殼11 一般具有內(nèi)側(cè)螺紋部，檢測應(yīng)力時，可以檢測飛輪殼11內(nèi)側(cè)螺紋部邊緣部位的應(yīng)力。即將應(yīng)力檢測元件設(shè)置于飛輪殼11內(nèi)側(cè)螺紋部的邊緣部位，一般而言，內(nèi)側(cè)螺紋部的邊緣部位為飛輪殼11的薄弱部位，也是最易疲勞產(chǎn)生裂紋的部位，檢測該部位的應(yīng)力，能夠更為準(zhǔn)確地得出飛輪殼11疲勞損傷時的載荷。也可以檢測飛輪殼11上倒角部位的應(yīng)力，倒角部位同樣屬于易于疲勞的部位。實際應(yīng)用中，根據(jù)飛輪殼11結(jié)構(gòu)的不同，可以判斷其最薄弱部位，將應(yīng)力檢測元件設(shè)置于其薄弱部位即可。具體地，激振裝置13可以包括安裝于主動擺臂121上的電機(jī)131和由電機(jī)131驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的偏心輪132，如圖2所示。激振加載前，可以使偏心輪132的激振頻率與整個系統(tǒng)自振頻率大致相同，整個系統(tǒng)共振，激振頻率由激振力和偏心輪132的偏心量共同決定,激振力的大小可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)131轉(zhuǎn)速來改變。整個系統(tǒng)由于受迫振動對飛輪殼11施加循環(huán)載荷，并產(chǎn)生疲勞破壞，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋。電機(jī)131和偏心輪132的配合使用，具有易于安裝、操作方便，且成本較低的優(yōu)勢。當(dāng)然，采用液壓激振裝置、電磁激振裝置等也是可以的。針對上述各實施例，加載裝置的具體結(jié)構(gòu)可參考圖4理解，圖4為本發(fā)明所提供試驗裝置中加載裝置一種具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該加載裝置具體包括加載螺桿25和設(shè)置于加載螺桿25上的壓力傳感器22，另外，還包括活動擋板24、墊塊23、連接塊、螺帽以及固定銷(圖中未示出)，連接塊上設(shè)有連接銷孔21，主動擺臂121和從動擺臂122上分別設(shè)有與連接銷孔21配合的第一銷孔121a和第二銷孔122a，如圖1、2 所示。加載螺桿25貫穿墊塊23，墊塊23用于支撐整個加載裝置，力口載螺桿25也貫穿活動擋板24。
步驟S1、S2 “靜標(biāo)”時，將連接塊上的連接銷孔21與第一銷孔121a通過固定銷配合定位，并將活動擋板24置于從動擺臂122的外沿，或是與第二銷孔122a配合定位，將活動擋板24置于主動擺臂121的外沿；然后，通過與加載螺桿25配合的螺帽旋轉(zhuǎn)，以使活動擋板24抵壓擺臂而施加載荷。此時，在擺臂上會產(chǎn)生壓力，相應(yīng)地，飛輪殼22上產(chǎn)生壓力，壓力傳感器22可以實時檢測到該壓力，即獲得施加的載荷。加載螺桿25作為加載裝置，易于同擺臂配合，且結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。可以想到，采用液壓加載、氣壓加載等其他加載裝置也是可以的。需要說明的是，激振裝置進(jìn)行激振加載時，通過擺臂傳遞加載力，故“靜標(biāo)”通過加載于擺臂的方式對飛輪殼11施加載荷，可以確?！办o標(biāo)”能夠為“動標(biāo)”提供精確的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)激振裝置采用電機(jī)131和偏心輪132，加載裝置采用加壓螺桿25時，上述方法中激振強(qiáng)度可以直接通過電機(jī)131的轉(zhuǎn)速來體現(xiàn)。整個試驗過程可以描述為:靜態(tài)標(biāo)定:通過螺帽旋轉(zhuǎn)，在飛輪殼11上靜態(tài)加載，獲得應(yīng)力與載荷的關(guān)系；動態(tài)標(biāo)定:電機(jī)131旋轉(zhuǎn)，在飛輪殼11上激振加載，獲得電機(jī)131轉(zhuǎn)速與應(yīng)力的關(guān)系，則可獲得轉(zhuǎn)速與載荷之間的關(guān)系，并能夠獲悉與疲勞裂紋產(chǎn)生時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。因此，真正地進(jìn)行加載時，根據(jù)獲得的載荷-轉(zhuǎn)速曲線，可以確定與所需加載載荷對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行加載，還可以有效避免飛輪殼11產(chǎn)生疲勞。針對上述各實施例，試驗裝置還可以進(jìn)一步包括置于底座上的兩夾板，兩夾板與底座固定。兩夾板的外側(cè)分別固定主動擺臂121和從動擺臂122 ;而飛輪殼11夾持于兩夾板的內(nèi)側(cè)，即飛輪殼11通過兩夾板安裝于底座，且通過兩夾板夾持于兩擺臂之間。如圖1所示，兩夾板分別為第一夾板151和第二夾板152，飛輪殼11可以通過工裝夾緊于兩夾板之間。此時，第一夾板151和第二夾板152分別相當(dāng)于發(fā)動機(jī)的缸體和齒輪箱，即通過夾板夾緊固定飛輪殼11模擬了飛輪殼11的真實安裝情況，使得試驗結(jié)果更接近真實狀態(tài)。

主動擺臂121和從動擺臂122分別固定在第一夾板151和第二夾板152的外側(cè)，可以通過過度緊固螺釘固定，或是鉚接、壓接等常規(guī)固定方式固定。固定后，兩夾板、兩擺臂以及飛輪殼11形成剛性整體。如此設(shè)計，飛輪殼11的充分夾緊由兩夾板實現(xiàn)，兩擺臂基本用于傳遞振動，則兩擺臂傳遞振動的功能更為明顯，以便放大激振加載的力矩，如圖1、2所示，兩擺臂的左端用于連接夾板，其余部分接近懸臂狀態(tài)。進(jìn)一步地，主動擺臂121以及從動擺臂122與底座之間設(shè)有平衡彈簧。平衡彈簧的高度能夠調(diào)節(jié)，以便適應(yīng)飛輪殼11的定位位置。如圖2所示，加載裝置加載時，可以施加垂直于紙面的載荷，即載荷方向與飛輪殼11的盤面平行，而激振裝置13產(chǎn)生的激振力的方向與加載裝置加載的載荷方向可能存在偏角，則試驗后期需要利用載荷和應(yīng)力曲線獲取與激振力相對應(yīng)的載荷時，可能存在偏差。設(shè)置平衡彈簧后，通過調(diào)節(jié)平衡彈簧，可以消除激振力在其他方向的分力，使激振力與“靜標(biāo)”時加載裝置施加的載荷方向相同，提高試驗結(jié)果的精準(zhǔn)度。以上對本發(fā)明所提供的一種飛輪殼試驗裝置和試驗方法均進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種飛輪殼疲勞試驗裝置，其特征在于，包括: 底座，飛輪殼(11)安裝于所述底座上； 主動擺臂(121)、從動擺臂(122)，所述飛輪殼(11)夾持于所述主動擺臂(121)和所述從動擺臂(122)之間； 應(yīng)力檢測元件，安裝于所述飛輪殼(11)，檢測所述飛輪殼(11)的應(yīng)力； 激振裝置(13)，安裝于所述主動擺臂(121)上； 加速度檢測元件，檢測激振的加速度。
2.如權(quán)利要求1所述的飛輪殼疲勞試驗裝置，其特征在于，所述飛輪殼(11)具有內(nèi)側(cè)螺紋部，所述應(yīng)力檢測元件安裝于所述飛輪殼(11)的所述內(nèi)側(cè)螺紋部的邊緣部位。
3.如權(quán)利 要求1所述的飛輪殼疲勞試驗裝置，其特征在于，所述激振裝置(11)包括安裝于所述主動擺臂(121)上的電機(jī)(131)和由所述電機(jī)(131)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的偏心輪(132)。
4.如權(quán)利要求1所述的飛輪殼疲勞試驗裝置，其特征在于，還包括加載裝置，用于對飛輪殼(11)逐步靜態(tài)加載。
5.如權(quán)利要求4所述的飛輪殼疲勞試驗裝置，其特征在于，所述加載裝置包括固定銷、加載螺桿(25)、設(shè)置于所述加載螺桿(25)上的壓力傳感器(22)，以及活動擋板(24)； 所述主動擺臂(121)和/或所述從動擺臂(122)上設(shè)有與所述固定銷配合的銷孔； 加載時，所述加載螺桿(25)的一端通過所述固定銷與所述主動擺臂(121)或所述從動擺臂(122)上的所述銷孔固定，所述加載螺桿(25)的另一端貫穿所述活動擋板(24)，且所述活動擋板(24)相應(yīng)地置于所述從動擺臂(122)或所述主動擺臂(121)的外沿。
6.如權(quán)利要求1所述的飛輪殼疲勞試驗裝置，其特征在于，所述加速度檢測元件設(shè)置于所述主動擺臂(121)和/或所述從動擺臂(122)上。
7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的飛輪殼疲勞試驗裝置，其特征在于，還包括置于所述底座上的兩夾板，兩所述夾板的外側(cè)分別固定所述主動擺臂(121)和所述從動擺臂(122)；所述飛輪殼(11)夾持于兩所述夾板的內(nèi)側(cè)。
8.如權(quán)利要求1-6任一項所述的飛輪殼疲勞試驗裝置，其特征在于，所述主動擺臂(121)以及所述從動擺臂(122)與所述底座之間設(shè)有平衡彈簧。
9.一種飛輪殼疲勞試驗方法，其特征在于，包括下述步驟: 對飛輪殼(11)逐步加載產(chǎn)生彎矩，加載過程中實時檢測飛輪殼(11)的應(yīng)力； 記錄飛輪殼(11)應(yīng)力隨載荷變化的曲線； 對飛輪殼(11)實施激振，檢測不同激振強(qiáng)度下，激振的加速度以及飛輪殼(11)的應(yīng)力； 記錄激振時，應(yīng)力隨激振強(qiáng)度變化的曲線； 當(dāng)加速度出現(xiàn)異常時，獲取與出現(xiàn)異常時激振強(qiáng)度所對應(yīng)的應(yīng)力，并根據(jù)應(yīng)力隨載荷變化的曲線，獲取與當(dāng)前激振強(qiáng)度對應(yīng)的載荷。
10.如權(quán)利要求9所述的飛輪殼疲勞試驗方法，其特征在于，檢測應(yīng)力時，檢測飛輪殼(11)倒角部位或其內(nèi)側(cè)螺紋部邊緣部位的應(yīng)力。
11.如權(quán)利要求9所述的飛輪殼疲勞試驗方法，其特征在于，通過電機(jī)(131)和由所述電機(jī)(131)驅(qū)動的偏心輪(132)實施激振加載，所述激振強(qiáng)度為所述電機(jī)(131)的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明公開一種飛輪殼疲勞試驗裝置和試驗方法，試驗裝置包括底座；主動擺臂、從動擺臂，飛輪殼夾持于所述主動擺臂和所述從動擺臂之間；應(yīng)力檢測元件，安裝于飛輪殼，檢測飛輪殼的應(yīng)力；激振裝置，安裝于主動擺臂上；加速度檢測元件，檢測激振的加速度。本發(fā)明通過加速度的變化，監(jiān)測飛輪殼是否產(chǎn)生裂紋，該監(jiān)測方式具有客觀標(biāo)準(zhǔn)，相較于背景技術(shù)中依靠人工觀測，顯然試驗精度較高，試驗結(jié)果更接近真實狀態(tài)；與此同時，由于不需要人工觀測，試驗安全系數(shù)也得以提高。另外，激振力在共振作用下得以放大而產(chǎn)生較大載荷，相較于背景技術(shù)中低頻液壓加載方式，試驗周期得以縮短，且該試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地空間較小。
文檔編號G01M7/02GK103234722SQ20131014118
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者陳占善, 魏濤, 王洋, 劉海軍, 李京魯 申請人:濰柴動力股份有限公司