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专利号: 2017114975903
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种模块化油膜阻尼测试装置,其特征在于:圆柱形的上试件从上向下套装在套筒中,上试件与套筒接触面保持间隙配合,在该间隙注有油液形成油膜,套筒通过外周的台阶法兰支撑固定在底座上;上试件上端面轴心位置固定安装有动态力传感器,动态力传感器向上固定连接有激振杆,在上试件上端面安装有加速度计一;在套筒上端面设置有非接触微位移传感器和加速度计二。

2.根据权利要求1所述的模块化油膜阻尼测试装置,其特征在于:所述的底座的内台阶孔中套装有下试件,下试件上端面与上试件的下端面之间注入油液形成平面油膜。

3.根据权利要求1或2所述的模块化油膜阻尼测试装置,其特征在于:所述的套筒上端面内沿开有环形油槽,其中灌注有油液以保持对切向油膜持续供油。

4.根据权利要求1或2所述的模块化油膜阻尼测试装置,其特征在于:所述的下试件上端面沿圆周开设有带凸缘的环形油槽,其中灌注有油液以保持对法向油膜持续供油。

5.根据权利要求4所述的模块化油膜阻尼测试装置,其特征在于:所述的上试件中产生切向油膜的圆柱面与其下端产生法向油膜的下端面保持垂直状态。

6.一种模块化油膜阻尼测试方法,利用权利要求1所述的模块化油膜阻尼测试装置,其特征在于,按照以下步骤实施:建立如下动力学方程式:

其中,f为外界激振力,通过动态力传感器测得;fτ为油膜切向阻尼力;m为上试件的质量;为上试件的振动加速度;Cτ为油膜切向阻尼; 为上试件与套筒之间的相对振动速度,简称油膜切向振动速度,当外界激振力f为简谐力时,则令:

fτ=Fτcosωt        (3)

其中,Fτ为油膜切向阻尼力的幅值;ω为激振频率;t为时间变量;xτ为上试件与套筒之间的相对振动位移,简称油膜切向振动位移;Xτ为油膜切向振动位移的幅值; 为油膜切向振动位移xτ与油膜切向阻尼力fτ之间的相位差,由式(4)得油膜切向振动速度

将式(3)、(4)、(5)带入式(2)中,得油膜切向阻尼的计算式:式(6)中,

其中,F为外界激振力f的幅值;

在式(6)、式(7)中,上试件的质量m和激振频率ω是已知的, 通过加速度计一测得,外界激振力幅值F通过动态力传感器测得;油膜切向振动位移Xτ通过非接触微位移传感器测得;通过fτ相对于f的相位差及xτ相对于f的相位差来求得,最终由式(6)计算出油膜的切向阻尼大小。

7.一种模块化油膜阻尼测试方法,利用权利要求2所述的模块化油膜阻尼测试装置,其特征在于,按照以下步骤实施:建立如下动力学方程式:

其中,f为外界激振力;fτ为油膜切向阻尼力;fn为油膜法向阻尼力;Cn为油膜法向阻尼;

为上试件与下试件之间的相对振动速度,简称油膜法向振动速度,当外界激振力f为简谐力时,统一用油膜振动位移x表示,则得到如下表达式:fτ+fn=(Fn+Fτ)cosωt      (10)由式(11)得油膜振动速度

其中,Fτ、Fn分别为油膜切向与法向阻尼力幅值;ω为激振频率;t为时间变量;X为油膜振动位移幅值;为油膜振动位移x与油膜阻尼力(fn+fτ)之间的相位差;

将式(2)、式(9)、式(12)带入到式(10)中,得到油膜法向阻尼计算式:式(13)中,

其中,F为外界激振力f的幅值;

在式(13)、式(14)中,上试件4的质量m和激振频率ω是已知的, 通过加速度计一3测得,外界激振力幅值F通过动态力传感器2测得;油膜振动位移X通过非接触微位移传感器6测得;通过(fτ+fn)相对于f的相位差及x相对于f的相位差来求得,因此基于实施例2的装置及检测的数值,由式(13)计算出油膜的法向阻尼大小。