壓電測力儀多維分載結(jié)構(gòu)及其布置方式研究.pdf

1、隨著測試技術(shù)的發(fā)展，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)場合需要傳感器的參與來完成生產(chǎn)過程的監(jiān)測，而由于生產(chǎn)水平的不斷提高，某些應(yīng)用場合對于傳感器提出了新的更高的要求。例如在攪拌摩擦焊工作過程中，焊頭處的力往往在10KN以上，焊接位置在時刻變化，因此為了對焊接過程進(jìn)行實(shí)時反饋控制，實(shí)現(xiàn)對大量程焊接力進(jìn)行分載測量的同時，對于變加載點(diǎn)外力的準(zhǔn)確測量也成為關(guān)鍵;另一方面攪拌摩擦焊的焊接平面尺寸很大，而工件往往較薄，由此帶來的剛度不足成為另一個需要解決的難題。<

2、br>　　從上述應(yīng)用領(lǐng)域的需求出發(fā)，本文以壓電石英傳感器作為核心敏感元件，擬設(shè)計(jì)一種具有分載功能的測力儀，實(shí)現(xiàn)對多維、大量程、變加載點(diǎn)外力的測量。
　　為實(shí)現(xiàn)對大量程力的分載測量，本文首先對測力儀的軸向及橫向分載原理進(jìn)行了敘述，設(shè)計(jì)了挖環(huán)式和開槽式兩種形式的分載結(jié)構(gòu)，通過仿真比較最大變形量及實(shí)際加工可行性最終確定采用開槽式分載結(jié)構(gòu)。在確定采用傳感器四點(diǎn)正方形布置的基礎(chǔ)上，為解決測試平面剛度較小的困難，決定將分載結(jié)構(gòu)也按照四點(diǎn)正方形

3、布置的方式布置于傳感器范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)了擁有30mm、60mm、90mm三種分載結(jié)構(gòu)跨距的測力儀上下板，確定了彈性預(yù)緊方式及預(yù)緊力的大小，設(shè)計(jì)了一種裝配定位銷，以保證裝配精度，并對裝配過程進(jìn)行了詳細(xì)敘述。
　　利用ANSYS Workbench對測力儀進(jìn)行了靜力學(xué)仿真分析，接著對測力儀進(jìn)行了軸向和橫向的加載試驗(yàn)，通過比較三種分載結(jié)構(gòu)跨距的輸出曲線二次項(xiàng)系數(shù)、分載比、不同加載點(diǎn)傳感器輸出最大最小差值，發(fā)現(xiàn)軸向不同點(diǎn)加載傳感器輸出最大最小