方法，在点2处施加单位横向激励fy2, 3,将其等效为作用在1号点的绕.轴 弯矩化及作用在2号点的横向力，测得系统在该激励下的横向位移Vyi,3和近似转角0Z1,3。
[0098] 系统的原点导纳Mil,可W将其表示为：
[0100] 同理，可W得到1-4、4-1、4-4测点之间的导纳矩阵Mi4、M41及M44。 CN1051巧690A 说明书 8/8页
[0104] 具体的第；步中，假设隔振器1的导纳矩阵为e，其原点导纳记为@22、033,跨点 导纳记为@23和032,则可W通过W下公式进行计算：
[0109] 上述测试过程为隔振器1阻抗在xoy平面内的S向自由度的具体测试流程步骤， 而隔振器1阻抗在XOZ平面内的=向自由度的具体测试流程步骤与在XOZ平面内的=向自 由度的具体测试流程步骤是一致的，或者将所述隔振器1绕X轴旋转90度后进行测试。
[0110] 本发明采用了W上试验装置及辨识方法后，具有W下技术效果： 阳111 ] 1.本发明基于子结构导纳分解的辨识方法，利用已知质量块的导纳和测试得到的 系统导纳来获得待测隔振器的导纳，测试原理简单明确，测试装置简单。
[0112] 2.由于空气弹黃可W实现高静刚度低动刚度非线性刚度特性，因此可W提供较大 的静载荷，同时提供较低的支撑频率，运样既可W实现加载，也可W避免对隔振器性能的影 响。
[0113] 3.本发明提供的隔振器纵横向和弯曲阻抗及刚度的辨识方法及试验装置能够考 虑隔振器受到静载的作用，能够方便地通过调整左端空气弹黃和右端空气弹黃的气压来施 加静载，获得更接近于真实工作状态下的隔振器刚度。
[0114] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该W权利要求的保护范围 为准。
【主权项】
1. 一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验装置，用于检测加载状态下所述待测隔振 器的纵横向和弯曲阻抗及刚度，其特征在于，包括左端质量块、右端质量块、左端弹性细绳 索、左端空气弹簧、左端支撑架、浮动平台、右端弹性细绳索、右端空气弹簧、右端支撑架、激 振器、阻抗头、加速度传感器、数据采集仪和计算机，其中， 所述待测隔振器的两端分别连接左端质量块和右端质量块； 所述左端质量块的上部通过所述左端弹性细绳索自由悬挂，且所述左端质量块的左端 连接所述左端空气弹簧，所述左端空气弹簧固定于所述左端支撑架的侧部，所述左端支撑 架固定于所述浮动平台上； 所述右端质量块的上部通过所述右端弹性细绳索自由悬挂，且所述右端质量块的右端 连接所述右端空气弹簧，所述右端空气弹簧固定于所述右端支撑架的侧部，所述右端支撑 架固定于所述浮动平台上； 所述浮动平台上设置有滑槽，所述滑槽内设有左右两个滑块，其中，左滑块和右滑块分 别连接所述左端支撑架和右端支撑架； 所述激振器通过悬挂件自由悬挂，用于依次在左端质量块和右端质量块上的传感器位 置施加激励； 所述数据采集仪连接所述阻抗头、加速度传感器； 所述计算机用于根据所述数据采集仪收集的数据进行分析，得到所述待测隔振器的纵 横向和弯曲阻抗及刚度。2. 如权利要求1所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验装置，其特征在于， 所述左端质量块和右端质量块采用长方形结构。3. 如权利要求1所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验装置，其特征在于， 所述左端质量块和右端质量块的水平中心线共线。4. 如权利要求1所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验装置，其特征在于， 所述左端支撑架和右端支撑架通过所述滑槽内的左滑块和右滑块调整隔振器的高度，以及 左端空气弹簧和右端空气弹簧的充气高度。5. 如权利要求1所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验装置，其特征在于， 所述左端空气弹簧和右端空气弹簧的数量均为4-12个。6. 如权利要求1所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验装置，其特征在于， 对所述左端空气弹簧和右端空气弹簧施加静载时，所述左端空气弹簧和右端空气弹簧的刚 度相等。7. -种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验方法，用于检测加载状态下所述待测隔振 器的纵横向和弯曲阻抗及刚度，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述的试验装置 进行检测，其中隔振器阻抗在xoy平面内的三向自由度的具体测试流程步骤如下： 第一步，通过理论计算或实际测试获得左端质量块和右端质量块的导纳矩阵； 第二步，采用隔振器试验装置对左端空气弹簧和右端空气弹簧充气，待达到额定的静 载荷，利用激振器在右端质量块上的某些激励点进行激励，通过布置在特定位置处的加速 度传感器、激振器顶杆处的阻抗头对振动和激励力进行测试，通过激励力和加速度响应获 得加速度导纳； 第三步，通过公式计算隔振器左右两端的导纳矩阵； 第四步，由测得的导纳矩阵求逆即可求得隔振器的阻抗矩阵； 第五步，由测得的阻抗矩阵可以进一步识别出隔振器的刚度，隔振器的阻抗可以表示 为Z=K-?2M，式中K为隔振器刚度，M为隔振器的驻波质量，《为角频率，由随频率变化 的阻抗特性曲线，通过数值拟合可以拟合出K和M。8. 如权利要求7所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验方法，其特征在于， 第一步中，所述的导纳矩阵包含左端质量块与隔振器的连接点、右端质量块与隔振器 的连接点以及左端质量块和右端质量块上传感器连接点之间的导纳矩阵； 令左端质量块左部测点为点1，左端质量块与隔振器的连接点为点2,右端质量块与隔 振器的连接点为点3,右端质量块右部测点为点4 ;左端质量块和右端质量块导纳矩阵分别 记为<11士，」=1，2)和1^(1，」=3,4)，其中原点导纳为<1 11，€[22或丫33，丫44表示，跨点 导纳采用a12,a21或y34,y43表示，另外规定由激励点到左端质量块和右端质量块上与隔 振器连接点的导纳记为a12或y43，由左端质量块和右端质量块上与隔振器连接点到激励 点的导纳记为a21或y34，左端质量块和右端质量块的纵向导纳为2X2的矩阵，横向导纳 为4X4的矩阵，可以通过刚体理论得到左端质量块和右端质量块原点导纳和跨点导纳的 解析表达式：式中Xuyi为激励点和响应点的坐标，x。，y。为刚体质心坐标，激励点、响应点与刚体质 心之间的相对位置分别可以表示为{Axi(:=Xrx。，Ayi(：=y「y。}(i= 1，2)。9. 如权利要求8所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验方法，其特征在于， 所述第二步中，测试系统中特定点的导纳矩阵记为M，原点导纳记为Mn和M44，跨点导纳记为 M14 和M41， 所述原点导纳和跨点导纳均为3X3的矩阵，通过测试三个方向激励下的测试数据，得 以获取三向导纳矩阵，所述测试三个方向的激励对应三种不同的测试工况，所述三种不 同的工况使用了相同的测试系统和装置，其中，原点导纳Mn的测试过程的步骤如下： 工况1中，测试纵向导纳，在点1处施加单位纵向力fxlil，测得点1的纵向加速度响应vxlil，下标中第一项xl代表点1处x方向的力或位移，第2项中的数字1代表测试工况； 工况2中，在点1处施加单位横向力fyli2，横向激励同时会激发出弯曲变形，需要同时 测量这两个方向的响应，受到试验条件的限制，无法直接测得点1位置的转角，通过对相邻 的1、2号测点的垂向响应vyl,2、vy2,2?行差分，近似计算点1处的转角9 zl,2= (vyl,3_vyl,2)/ Lxi; 工况3中，测试系统在弯矩作用下的响应，由于无法直接在点1位置上施加弯矩，同样 采用近似的方法，在点2处施加单位横向激励fA3,将其等效为作用在1号点的绕z轴弯矩 以及作用在2号点的横向力，测得系统在该激励下的横向位移Vyl，3和近似转角0 zl，3; 系统的原点导纳Mn，可以将其表示为：同理，可以得到1_4、4-1、4_4测点之间的导纳矩阵M14、]\141及M44，10. 如权利要求9所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验方法，其特征在于， 所述第三步中，假设隔振器的导纳矩阵为0，其原点导纳记为0 22、033，跨点导纳记为023 和032，则可以通过以下公式进行计算：0 33 - _Y33_ 7" 34[[皿44_ 丫 44] _M41 [Mn_Cln]M14]Y43。11. 如权利要求7所述的一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验方法，其特征在于， 隔振器阻抗在xoz平面内的三向自由度的具体测试流程步骤与在xoz平面内的三向自由度 的具体测试流程步骤一致，或者将所述隔振器绕X轴旋转90度后进行测试。
【专利摘要】本发明提供了一种隔振器多向阻抗矩阵及刚度测试试验装置和试验方法，用于检测加载状态下所述待测隔振器的纵横向和弯曲阻抗及刚度，包括左端质量块、右端质量块、左端弹性细绳索、左端空气弹簧、左端支撑架、浮动平台、右端弹性细绳索、右端空气弹簧、右端支撑架、激振器、阻抗头、加速度传感器、数据采集仪和计算机。本发明提供的隔振器纵横向和弯曲阻抗及刚度的试验装置和试验方法能够考虑隔振器受到静载的作用，方便地通过调整空气弹簧的气压来施加静载，获得更接近于真实工作状态下的隔振器刚度。
【IPC分类】G01M7/06
【公开号】CN105115690
【申请号】CN201510507287
【发明人】黄修长, 徐时吟, 华宏星
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月18日