冲击测试装置和操作冲击测试装置的方法制造方法及图纸

本公开提出一种冲击测试装置(10)，包括头部(12)和手柄(14)，头部(12)固定在手柄上，并且还包括至少一个振动传感器(20)，并且还提出一种使用该冲击测试装置(10)来自动地评估由冲击测试装置(10)施加到物体的冲击的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冲击测试装置和操作冲击测试装置的方法
本专利技术涉及冲击测试的领域。更具体地，本专利技术涉及对机械结构及其零件(通常称为被测部件或下文中的UUT)执行的冲击测试，以测试动态特性。更具体地，本专利技术涉及例如在测试环境中应用运动学及柔顺性场景(K&C场景)和/或实验模态分析(EMA)并为了获得频率响应时，对车身结构或其零件的冲击测试，其中分析所得的频率响应以识别潜在弱点和/或为了改善相关UUT的刚性。
技术介绍
迄今为止如本文所涉及的冲击测试，借助于专用设备，特别是所谓的振动器，或借助于所谓的模态锤来执行。模态锤基本上为普通的锤，包括锤头(头部)和与头部相连的手柄。模态锤与普通锤的区别在于模态锤包括力传感器。尽管锤子为普通工具，但使用模态锤进行冲击测试已被证明是一种有效的方法。然而，尽管使用模态锤具有某些优点，但是它也具有各种缺点。优点是显而易见的：模态锤很便宜，至少比振动器便宜得多；模态锤易于使用，使用模态锤不需要特殊技能；模态锤重量轻，因此从不同位置使用时易于移动。此外，当用模态锤冲击结构时，冲击可以在很宽的频率范围内施加，理论上是从0Hz以上一点开始的，这是振动器无法实现的。然而，使用模态锤进行冲击测试时需要考虑的缺点与上述优点几乎一样明显：通常使用模态锤的可用空间是有限的，这使得施加冲击变得困难。此外，有或没有空间问题的有限可见性条件可能会妨碍施加适当的冲击。更进一步，所施加的冲击通常对于执行可行的比较而言并非完全可重复。每次冲击均由施加的力、偏移量(即模态锤与相关UUT之间的距离)以及施加冲击的角度确定。这些参数中的一个或多个不一致会产生不一样的冲击，并因此产生不同的冲击结果(激励)。由上文总结得出的结果是，在需要进行不太严格的测量时，将模态锤用作冲击测试装置或用作备用设备。每当需要进行高精度的测量时，例如为了确定传递函数或载荷识别的应变FRF(频率响应函数)，模态锤是次优选的冲击测试装置。然而，仍然需要提供一种用于冲击测试的低成本、易于使用的仪器。
技术实现思路
本文公开的冲击测试系统基本上为如上所描述的模态锤的改进版本，并且本专利技术的一个方面涉及该改进的锤包括至少一个传感器，其用于在进行冲击测试时，确定不同于“力”参数的至少一个其他参数的数据和/或值。更具体地，本专利技术提供了一种冲击测试装置，该冲击测试装置包括头部(锤头)和头部固定在其上的手柄，其中，头部承载至少一个传感器，例如振动传感器，用于在执行冲击测试期间施加冲击时提供有关至少一个其他参数的数据。本专利技术的另一方面涉及一种用于操作如上所描述的或下文更详细描述的冲击测试装置的方法。关于所述的方法，本专利技术更具体地提供一种用于操作如上文和下文所描述的冲击测试装置的方法，其中，当向UUT施加冲击时获得的数据被用于自动分类利用冲击测试装置施加的即时冲击/将其评估为“好”(可接受)或“坏”(不适当；将被拒绝)，和/或其中，将所获得的数据视情况记录下来并用于比较。从附图和优选实施方式的详细描述，本专利技术的其他方面、特征和优点将变得显而易见。附图说明现在将参考本专利技术的优选实施方式的附图来说明本专利技术的上述和其他概念。所示的实施方式旨在说明而非限制本专利技术。这些附图包含以下附图，其中在整个说明书和附图中，相同的标号表示相同的零件，并且其中：图1示出了冲击测试装置，图2和图3示出了在时域和频域中的冲击，图4示出了由施加到UUT的冲击所产生的各种振动信号，以及图5示出了冲击测试系统。具体实施方式图1示出了本文提出的冲击测试装置10。冲击测试装置10为本领域已知的模态锤的改进形式。本主题的冲击测试装置10的特征在于具有头部12和头部12固定在其上的手柄14。由于头部12和手柄14的形式和功能，至今所描述的形式的冲击测试装置10基本上为传统的锤子。图2和图3示出了图1的冲击测试装置10在时域(图2)和在频域(图3)中对相关的被测部件(UUT)(该部件本身未示出)施加的冲击16的结果。图3中的图示出了对UUT施加冲击后产生的示例频率响应。由于至少一个振动传感器20附接到头部12或手柄14，所以冲击测试装置10为“智能锤”。在一个优选实施方式中，振动传感器20(或附接到冲击测试装置10的多个传感器20中的一个传感器20)为加速度计，其附接到冲击测试装置10的头部12，例如附接到所述的头部12的后部。当将振动传感器20附接到头部12时，将振动传感器20附接到头部12的后部方便允许在头部12的后部中采用孔，例如螺纹孔。最初提供所述的孔是为了向头部12施加额外的质量，因此，振动传感器20可以附接到头部12，而无需机械加工或者甚至改变头部12。加速度计形式的振动传感器20允许直接感测由于向相关的UUT施加冲击而产生的冲击测试装置10的振动。已经发现，施加冲击的角度的不一致与冲击测试装置10的异常振动有关联。而且，施加冲击时所施加的力与冲击测试装置10产生的振动成正比。太强的力会导致超过预期的更强的振动。同样，太弱的力会导致低于预期的更低的振动。因此，发现了对适当施加的冲击和适合用于进一步处理的所得数据的评估可以通过考虑由加速度计所测量的振动的幅度的带宽来评估。上面的图4示出三个示例性振动信号30、32、34。每个振动信号30、32、34为在通过冲击测试装置10施加到UUT的冲击之后借助于振动传感器20获得的振动信号30、32、34的示例。冲击测试装置10为如图1所示的“智能锤”，以及振动传感器20优选为加速度计。在坐标系中，频率f显示在横坐标上，以及幅度A在纵坐标上。第一振动信号32与参考振动信号30相当相似。因此，引起第一振动信号32的冲击16可以被自动评估为可接受的冲击。然而，使得振动信号34远离参考振动信号30或与参考振动信号30缺乏足够的相似性的冲击16也可以被自动评估为不适当，并且相关联的数据(例如，从UUT获得的频率响应)可以自动丢弃。一般而言，每当所产生的振动信号32、34缺乏与参考振动信号30预定义的相似度时，冲击16是不适当的并且如此自动地进行评估。这在图4中示例性地示出，其中第二振动信号34明显不同于参考振动信号30。在所示的示例中，由于在频谱上具有更高的幅度，因此第二振动信号34与参考振动信号30不同。因此，可以通过将所得振动信号32、34的预定义平均值与预定义或可变参考值进行比较，执行对冲击16的质量的自动评估，并且只要前述的平均值与参考值之差的绝对值超过预定义的阈值(例如5％)，冲击16和由此产生的数据被自动丢弃。在一个优选实施方式中，所述的平均值为表示在除冲击方向以外的方向(即，横向方向)上的特定频率范围内的异常振动水平的平均值。在一个替代实施方式中，可以通过比较例如所得振动信号32、34的幅度的算术平均值与参考振动信号30的幅度的算术平均值，执行冲击16的质量的自动评估，以及每当前述的算术平均值之差的绝对值超过预定义阈值(例如5％)时，冲击16和由此产生的数据被自动丢弃。图5示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冲击测试装置(10)，包括头部(12)和手柄(14)，所述头部(12)固定至所述手柄，其特征在于，还包括至少一个振动传感器(20)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种冲击测试装置(10)，包括头部(12)和手柄(14)，所述头部(12)固定至所述手柄，其特征在于，还包括至少一个振动传感器(20)。


2.根据权利要求1所述的冲击测试装置(10)，其中，所述至少一个振动传感器(20)附接到所述头部(12)。


3.根据权利要求2所述的冲击测试装置(10)，其中，所述至少一个振动传感器(20)附接到所述头部(12)的后部。


4.根据权利要求3所述的冲击测试装置(10)，其中，所述至少一个振动传感器(20)通过采用在所述头部(12)的所述后部中的孔附接到所述头部(12)的所述后部。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的冲击测试装置(10)，其中，施加于所述冲击测试装置(10)的所述至少一个振动传感器(20)或多个振动传感器(20)中的至少一个传感器(20)是加速度计。


6.根据权利要求1至5中的任一项所述的冲击测试装置(10)，其中，所述至少一个振动传感器(20)或多个振动传感器(20)中的至少一个传感器(20)被用于获得利用所述冲击测试装置(10)施加的冲击(16)所产生的振动数据(44)。


7.一种用于操作根据权利要求1至6中的任一项所述的冲击测试装置(10)的方法，其中，从至少一个振动传感器(20)获得的数据(44)被用于自动地评估利用所述冲击测试装置(10)施加的冲击(16)。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，将从至少一个振动传感器(20)获得的数据(44)...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛鑫，
申请(专利权)人：西门子工业软件公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE