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(fā)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(lǐng)域，其主要特征在于，依據(jù)測量的系統(tǒng)水平頻響函數(shù)和部件水平頻響函數(shù)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(chǎn)品和車輛的頻響函數(shù)HAo(a)c(a)，HAc(a)c(a)，HAo(a)i(a)，HAc(a)i(a)，HBc(b)c(b)；②對產(chǎn)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(tǒng)水平頻響函數(shù)HSo(a)i(a)；③根據(jù)測量的部件水平頻響函數(shù)和系統(tǒng)水平頻響函數(shù)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(jù)測量的頻響函數(shù)預(yù)測包裝界面動剛度，工程應(yīng)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包裝耦合界面參數(shù)識別【技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]產(chǎn)品在物流中發(fā)生破損的現(xiàn)象十分嚴重，由此導(dǎo)致的經(jīng)濟損失巨大。防護包裝可有效降低產(chǎn)品的物流損失，其設(shè)計的基礎(chǔ)是依據(jù)包裝界面的動剛度。對包裝耦合界面而言，通常包括了內(nèi)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(fù)雜包裝耦合界面的動剛度。當動剛度較大時，被包裝產(chǎn)品的響應(yīng)可能會放大而導(dǎo)致產(chǎn)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(dǎo)致過度包裝。因此，可以說，防護包裝設(shè)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(shù)領(lǐng)域】發(fā)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(shè)備，要么需要大量的測點，同時對實驗技術(shù)本身的要求也非常高。同時，現(xiàn)有的方法對于前文述及的包含多個單元的復(fù)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(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)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(yīng)用簡便的測量包裝耦合界面動剛度的方法。
[0004]本發(fā)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(yīng)函數(shù)和系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)預(yù)測包裝耦合界面動剛度，避免了測量系統(tǒng)水平的在耦合點的導(dǎo)納，包括如下步驟:
[0005](I)布置傳感器，分別測量產(chǎn)品(部件A)和車輛(部件B)部件水平的頻率響應(yīng)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(yīng)函數(shù)；
[0006](2)對產(chǎn)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(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)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(yīng)，再采集激勵的時域信號和加速度傳感器響應(yīng)信號，進而得到的原點加速度導(dǎo)納；
[0007](3)根據(jù)測得的部件水平頻率響應(yīng)函數(shù)和系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)，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(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著優(yōu)點:
[0011](I)完全采用測量的部件水平頻率響應(yīng)函數(shù)和系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)預(yù)測包裝耦合界面等效動剛度，其中系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)只包括了 HS[J(a)i(a)，避免了對裝配系統(tǒng)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(yīng)用方便等優(yōu)點。
[0012](2)計算動剛度的公式所需要的頻率響應(yīng)函數(shù)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(tǒng)標準檢測點不意圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0015]實施例
[0016]本發(fā)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(chǎn)品布置傳感器，測量產(chǎn)品的部件水平的頻率響應(yīng)函數(shù)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(yīng)函數(shù)HBc;(b)c;(b)；
[0019](3)對產(chǎn)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(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)HS[J(a)i(a)；
[0020](4)應(yīng)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(yīng)函數(shù)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(tǒng)”硬件測試系統(tǒng)完成，該系統(tǒng)為公知公用的機械結(jié)構(gòu)動力學(xué)測試分析系統(tǒng)，主要包括激振用的力錘、振動響應(yīng)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(tǒng)，如國產(chǎn)的DASP智能信號能采集處理系統(tǒng)，16或32通道，國外的如LMS，BK等系統(tǒng)，多通道信號采集分析儀主要由前置信號調(diào)節(jié)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和配套軟件(時頻動態(tài)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(fā)明推薦的實施方式，但本發(fā)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(fā)明核心實質(zhì)和原理下所做的修改、替代、組合、簡化均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)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(chǎn)品(部件A)和車輛(部件B)部件水平的頻率響應(yīng)函數(shù)^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(yīng)函數(shù)； (2)對產(chǎn)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(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)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(yīng)，再采集激勵的時域信號和加速度傳感器響應(yīng)信號，進而得到的原點加速度導(dǎo)納； (3)根據(jù)測量的部件水平頻率響應(yīng)函數(shù)和系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)直接計算包裝耦合界面等效動剛度K。。
2.根據(jù)權(quán)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(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)只包括HS[J(a)i(a)。
3.根據(jù)權(quán)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(yīng)函數(shù)直接采用測量的加速度導(dǎo)納表達。
4.根據(jù)權(quán)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(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】王軍, 段芳, 盧立新 申請人:江南大學(xué)