一种刚体转动惯量测试方法技术

本发明专利技术提供了一种刚体转动惯量测试方法，包括提供一测试台架，包括主机和捆绑组件，主机包括基台、固定于基台上的摆动组件、滑动组件、转动组件及翻动组件；摆动组件包括可在前后方向自由摆动的摆盘；滑动组件包括设置于摆盘上，并可相对摆盘前后滑动的滑盘；转动组件包括设置于滑盘上，并可水平转动的转盘；翻动组件包括设置于转盘上，并可相对转盘左右翻转的翻盘；捆绑组件设置于翻盘上，用于固定待测试物体；测试台架还包括用于测量滑盘滑动距离的量具、用于测量摆盘倾斜角度的角度仪以及用于测试摆盘摆动周期的周期仪；通过测试台架对进行测量，可获得待测试物体的转动惯量。本发明专利技术提供的刚体转动惯量测试方法精度高，测量耗时短。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
现有技术中，测量刚体转动惯量的方法主要有三种:三线摆法、扭摆法和复摆法。其中，三线摆法测量被测物体转动惯量具有设备简单的优点，但缺点是其测量精度较低，被试件的安装费时费力，试验周期长。扭摆法和复摆法的原理基本相同，但利用扭摆法测量的试验台，被测物体在试验台上各种摆放姿态的调整和各相对位置的测量不易得到好的控制，会给最终测量精度带来很大影响，不易得到好的测试精度。目前，质心、转动惯量的测试主要为扭摆法和复摆法。但是，通过现有的各种测试仪器测量转动惯量时，测量的精度有限，耗时长。
技术实现思路
为克服现有技术中刚体转动惯量测试方法测量转动惯量时，精度有限，耗时长的问题，本专利技术提供了，其精度高，耗时短。本专利技术公开的刚体转动惯量测试方法包括:(I)、提供一测试台架，所述测试台架包括主机和捆绑组件，所述主机包括基台、固定于基台上的摆动组件、滑动组件、转动组件及翻动组件；所述摆动组件包括相互固定的摆盘和摆臂，所述摆盘可通过摆臂绕摆动轴线在前后方向自由摆动；所述滑动组件包括设置于摆盘上，并可相对摆盘前后滑动的滑盘；所述转动组件包括设置于滑盘上，并可在滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刚体转动惯量测试方法，其特征在于，包括：（1）、提供一测试台架，所述测试台架包括主机和捆绑组件，所述主机包括基台、固定于基台上的摆动组件、滑动组件、转动组件及翻动组件；所述摆动组件包括相互固定的摆盘和摆臂，所述摆盘可通过摆臂绕摆动轴线在前后方向自由摆动；所述滑动组件包括设置于摆盘上，并可相对摆盘前后滑动的滑盘；所述转动组件包括设置于滑盘上，并可在滑盘表面水平转动的转盘；所述翻动组件包括设置于转盘上，并可相对转盘左右倾斜的翻盘；所述捆绑组件设置于翻盘上；摆臂和摆盘总重记为m0，滑盘和转盘的总重记为m，翻盘重量记为m2；摆臂和摆盘的总质心到摆动轴线所在水平面的距离记为H0，滑盘和转盘的总质心到...

【技术特征摘要】
1.一种刚体转动惯量测试方法，其特征在于，包括: (1)、提供一测试台架，所述测试台架包括主机和捆绑组件，所述主机包括基台、固定于基台上的摆动组件、滑动组件、转动组件及翻动组件； 所述摆动组件包括相互固定的摆盘和摆臂，所述摆盘可通过摆臂绕摆动轴线在前后方向自由摆动； 所述滑动组件包括设置于摆盘上，并可相对摆盘前后滑动的滑盘； 所述转动组件包括设置于滑盘上，并可在滑盘表面水平转动的转盘； 所述翻动组件包括设置于转盘上，并可相对转盘左右倾斜的翻盘； 所述捆绑组件设置于翻盘上；摆臂和摆盘总重记为IV滑盘和转盘的总重记为m，翻盘重量记为m2 ;摆臂和摆盘的总质心到摆动轴线所在水平面的距离记为Htl，滑盘和转盘的总质心到摆动轴线所在水平面的距离记为H ； 所述测试台架还包括用于测量滑盘滑动距离的量具、测量摆盘倾斜角度的角度仪以及用于测试摆盘摆动周期的周期仪；并且以摆盘的几何中心所在的竖直方向为中心线，所述摆盘、滑盘、转盘、翻盘的质心位于中心线上，并且所述转盘转动时，转盘质心不变；所述测试台架可实现以下9种工况:工况1:不转不翻；工况2:左转不翻；工况3:左转左翻；工况4:不转左翻；工况5:不转右翻；工况6:右转右翻；工况7:右转不翻；工况8:右转左翻；工况9:左转右翻； 以翻盘质心所在空间位 置为原点，从原点沿中心线向上为台上Z轴，从原点沿向前方向为台上X轴，从原点沿向左方向为台上Y轴，建立台上三维坐标系； (2)、获取测试台架上未固定待测试物体时，第i种工况下，测试台架的总转动惯量I&(li ；其中，i为选自1-9的自然数； (3)、使用捆绑组件将重量为M的待测试物体固定于翻盘上，获取待测试物体质心在所述台上三维坐标系中的坐标； (4)、调整测试台架，使其处于第i种工况下，对台架进行调平处理，所述调平处理包括滑动滑盘，直至角度仪测量的摆盘角度为O ;获取翻盘质心到摆动轴线所在水平面的垂直距离H21、待测试物体质心到摆动轴线所在水平面的垂直的距离氏、滑盘相对摆盘滑动的距离Si ； (5)、获取第i种工况下，由测试台架和待测试物体组成的测试系统的总转动惯量If4iu； (6)、获取第i种工况下，待测试物体相对于摆动轴线的转动惯量Ifei。2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤(6)之后，还包括步骤(7):根据平行轴定理，获取第i种工况下待测试物体相对于通过其质心且与摆动轴线平行的轴的转动惯量I#3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，以待测试物体质心为质心原点，定义质心X轴、质心Y轴和质心Z轴,建立质心三维坐标系； 第i种工况下，摆动轴线与质心X轴、质心Y轴、质心Z轴的正夹角分别为a 1、β 1、Yi,获得式(I):1ci=IxCos2 a i+IyCos2 β ^IzCos2 Y ±-2ΙχYοο8 α ^os β ±-2ΙYζοο8 β iCos Y ±-2Ιχζοο8 α ^osYi ； 其中，Ιχ、Iy、Iz分别为待测试物体相对于质心X轴、质心Y轴和质心Z轴的转动惯量，Ixy> Iyz、Ixz分别为待测试物体相对于质心Z轴、质心X轴和质心Y轴的惯性积； 改变工况，重复步骤(1)- (7)，获得6个工况对应的式(I)所组成的方程组，联立求解，丫守至丨J Ιχ、Iy、Iz、Ixy、Iyz、IXz04.根据权利要求2或3所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(2)中，测试台架的总转动惯量I &(li的获取方法为: 测试台架上未固定待测试物体时，对测试台架进行调整，使测试台架处于第i种工况，然后进行调平处理，获取翻盘质心到摆动轴线所在水平面的垂直距离Htl21、通过量具测量滑盘相对摆盘滑动的距离Stli ;使摆盘进行摆动，通过周期仪测量空台摆动周期Ttli ； 然后分别获取摆臂和摆盘的总转动惯量ISM、滑盘和转盘的总转动惯量翻盘的转动十贝里I翻Cli，I摆。1、I滑转Cl1、I Ii Oi之和为I台Oi。5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(5)中，测试台架和待测试物体组成的测试系统的总转动惯量I 的获取方法为: 使摆盘进行摆动，通过周期仪测量摆动周期Ti ； 分别获取测试台架上固定有待测试物体时，在第i种工况下，摆臂和摆盘的总转动惯量Is1、滑盘和转盘的总转动惯量Imf 1、翻盘的转动惯量I a1、台架作用下的待测试物体相对于摆动轴线的转动惯星I ’物i，I摆1、I滑转1、I翻1、I ’物i之和为I系统i ; 所述步骤(6)中，Isgu和Igtli之差即为待测试物体相对于摆动轴线的转动惯量Ifei。6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述ISQ1、I滑转Q1、I I s 1、I ?t 1、I?i> I’ 通过式(2):1=m’ ghT2/(4 Ji2)计算得到，其中，m’为物体质量，h为物体质心到摆动轴线所在水平面的距离，T为物体摆动周期。7.根据权利要求5或6所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(7)中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻惠然，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44