一种轴类部件微变形测量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及轴类部件试验测量技术领域，特别是设及一种轴类部件微变形测量的 方法。
【背景技术】
[0002] W发动机轴类部件为例，发动机轴类部件受力复杂，疲劳试验中主要考核的有旋 转弯矩、振动扭矩、主扭矩和轴向力等载荷，由此带来的微变形有摆动角度、扭转角度和轴 向位移。旋转弯矩的加载会造成发动机主轴在垂直于轴回转线平面内的摆动，扭矩的加载 会造成发动机主轴周向的转动，轴向力的加载会造成发动机主轴的轴向伸长。由于旋转弯 矩带来的摆动使得试验件的运动轨迹不在平面内，运对角度和位移测量带来了许多问题。
[0003] 目前，针对不同的试验对象典型且精度较高的微位移测量方法是基于迈克尔逊干 设原理的激光测量方法，用一块部分反射部分透射的平面镜作分束器，使激光器输出的一 部分光向上反射到固定平面镜（参考镜），运些光被固定平面镜反射回分束器，紧接着返回 到激光接收端；激光器输出的另一部分光束透过该分束器，被活动平面镜（测量镜）反射回 分束器，返回到激光接收端。若光往返于固定平面镜（参考镜）和活动平面镜（测量镜） 的光程差小于激光器的相干长度，那么透射到光检测器的两束光可能互相发生干设。每当 活动平面镜移动1/2光波长的距离时，测时的输出就从最大值变到最小值。采用运种技术， 在化-化激光器的红光情况下，它可W检测平面镜小到0. 63*10-13m的位移。
[0004] 该方法精度高，但其缺点在于：激光发射器、参考镜和测量镜应处于同一平面内， 保证光路在同一平面内，方可保证参考镜和测量镜的反射光能够被接收端接收，得出测量 结果。在无法保持光路在同一平面内时无法有效地进行试验测量。因此不适用于转动、摆 动情况下的测量。
[0005] 因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种轴类部件微变形测量的方法来克服或至少减轻现有 技术的中的至少一个上述缺陷。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种轴类部件微变形测量的方法。所述轴类部件微 变形测量的方法包括如下步骤：步骤1 :在待测轴类部件的预测量位移位置上设置标志点， 并获取所述待测轴类部件的几何参数标志点坐标，该坐标为第一坐标；步骤2 :使待测轴类 部件受力，从而受力变形，并获得在不同时刻多次记录标志点的位移，从而获得各个时刻的 标志点的位移坐标；步骤3 :根据所述步骤1W及所述步骤2中的数据，通过坐标增量法计 算待测轴类部件的扭转角度、摆动角度W及轴向位移。
[0008] 优选地，所述标志点为多个，且至少包括轴类部件的中屯、轴线上的点W及外圆周 壁上的点。
[000引优选地，所述标志点为立个，分别称为A点、B点W及0点，其中，0点为轴类部件的 中屯、轴线上的点。
[0010] 优选地，所述待测轴类部件的几何参数为待测轴类部件的长度参数h。
[0011] 优选地，所述步骤3中的坐标增量法具体为：
[0012] 建立包含标志点的Ξ维坐标系，从而得到Ξ个标志点的第一坐标，分别为：A点坐 标：A狂aYaZa) ;B点坐标：B狂bYbZb) ;0点坐标：0狂。Y。Z。）；
[0013] 并将所述步骤2所得到的时刻为t时的标志点的位移坐标带入该坐标系，从而得 到A点坐标在t时的坐标
；:B点坐标在t时的坐标
W及0点坐标在t时的坐柄
[0014] 将所述A点坐标B点坐标W及0点坐标的在t时的坐标投影至各个点的第一坐标 的延长线上，获得各个点的投影坐标，具体为：A点投影坐标：
：;B点投 影坐标
；0点投影坐标：
[0015] 通过公式计算待测轴类部件在t时刻的轴向长度LW及轴向位移ΔL;
[0016] 通过公式W及轴向长度L求得偏摆角0 ;
[0017] 通过公式求得扭转角度α。
[0018] 优选地，所述通过公式计算待测轴类部件在t时刻的轴向长度L的公式具体为：
[001引轴向位移具体为：
[0020] 优选地，所述通过公式W及轴向长度L求得偏摆角β中的公式具体为：
[0021] 优选地，所述通过公式求得扭转角度α中的公式具体为：
[0022]
[0023] 优选地，所述步骤2通过高速摄像系统进行记录。
[0024] 本发明的轴类部件微变形测量的方法不仅适用于光路在同一平面内的试验测量， 还适用于转动、摆动情况下的测量，相对于现有技术，具有适用范围广、精度高的优点。
【附图说明】
[00巧]图1是本发明一实施例的轴类部件微变形测量的方法的示意性原理图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类 似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用 于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下 面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中屯、V纵向V横向V前V后V左"、 "右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底""内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方 位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元 件必须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的 限制。
[0028] 图1是本发明一实施例的轴类部件微变形测量的方法的示意性原理图。
[0029] 本发明的轴类部件微变形测量的方法包括如下步骤：步骤1 :在待测轴类部件的 预测量位移位置上设置标志点，并获取所述待测轴类部件的几何参数标志点坐标，该坐标 为第一坐标；步骤2 :使待测轴类部件受力，从而受力变形，并获得在不同时刻多次记录标 志点的位移，从而获得各个时刻的标志点的位移坐标；步骤3 :根据所述步骤1W及所述步 骤2中的数据，通过坐标增量法计算待测轴类部件的扭转角度、摆动角度W及轴向位移。
[0030] 可W理解的是，标志点为多个，且至少包括轴类部件的中屯、轴线上的点W及外圆 周壁上的点。可W理解的是，标志点的数量越多，所测得的数值越准确。
[0031] 可W理解的是，上述的获得在不同时刻多次记录标志点的位移的不同时刻越多， 计算越准确。可W理解的是，每次的不同时刻的位移均与步骤1中的第一坐标进行计算。
[0032] 在本实施例中，标志点为Ξ个，分别称为A点、B点W及0点，其中，0点为轴类部件 的中屯、轴线上的点。可W理解的是，标志点的名称只是为了方便分清各个标志点而起。
[0033] 在本实施例中，待测轴类部件的几何参数为待测轴类部件的长度参数h。
[0034]参见图1，在本实施例中，步骤3中的坐标增量法具体为：
[0035]