本发明提供了一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置，包括上夹具、下夹具、应变片、应变仪和振动试验台，所述上夹具和下夹具装配在一起，用来固定机体缝合螺栓；所述应变片有若干个，用来贴在机体缝合螺栓上，所述应变片通过导线连接应变仪；所述振动试验台为可提供可调频率振动的试验台，所述装配在一起的上夹具和下夹具固定在振动试验台上。本发明所述装置具有以下优势：能够真实有效地模拟机体缝合螺栓在发动机上的安装状态，准确地确定出机体缝合螺栓在发动机安装状态下的振动固有频率，可以为机体缝合螺栓的可靠性评价以及机体缝合螺栓与其安装部位的结构优化设计提供依据。
1.一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置，其特征在于：包括上夹具(1)、下夹具(2)、应变片(4)、应变仪和振动试验台，所述上夹具(1)和下夹具(2)装配在一起，用来固定机体缝合螺栓(3)；
所述应变片(4)有若干个，用来贴在机体缝合螺栓(3)上，所述应变片(4)通过导线连接应变仪；
所述振动试验台为可提供可调频率振动的试验台，所述装配在一起的上夹具(1)和下夹具(2)固定在振动试验台上；
所述上夹具(1)上设有通孔，上夹具(1)的长度与机体缝合螺栓(3)在发动机上安装位置的通孔长度相同，上夹具(1)上的通孔直径与机体缝合螺栓(3)在发动机上安装位置的通孔直径相同；
所述下夹具(2)上有螺纹盲孔，所述螺纹盲孔的深度与螺纹直径分别同机体缝合螺栓(3)在发动机上安装位置的螺纹孔深度和直径相同；
所述应变片(4)有六个，其中3个应变片(4)沿机体缝合螺栓(3)轴向正面位置分别在中间和两端均匀布置，另外3个应变片(4)沿机体缝合螺栓(3)轴向侧面位置分别在中间和两端均匀布置。
2.根据权利要求1所述的发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置，其特征在于：所述上夹具(1)和下夹具(2)上均设有定位销钉孔，所述上夹具(1)和下夹具(2)通过销钉(5)和定位销钉孔装配在一起。
3.一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量方法，其特征在于包括如下步骤：
1)加工用于固定机体缝合螺栓(3)的上夹具(1)和下夹具(2)；其中上夹具(1)加工通孔，上夹具(1)的长度与机体缝合螺栓(3)在发动机上安装位置的通孔长度相同，上夹具(1)上的通孔直径与机体缝合螺栓(3)在发动机上安装位置的通孔直径相同；下夹具(2)加工螺纹盲孔，所述螺纹盲孔的深度与螺纹直径分别同机体缝合螺栓(3)在发动机上安装位置的螺纹孔深度和直径相同；
2)通过销钉5将上夹具(1)与下夹具(2)装配在一起；
3)根据机体缝合螺栓(3)在发动机上安装时规定的拧紧力矩，将机体缝合螺栓(3)固定在上夹具(1)的通孔与下夹具(2)的螺纹盲孔内；
4)在机体缝合螺栓(3)的光杆位置粘贴应变片(4)：将6个应变片(4)粘贴在机体缝合螺栓(3)的光杆位置，其中3个应变片沿机体缝合螺栓(3)的轴向正面位置分别在中间和两端均匀布置，另外3个应变片沿机体缝合螺栓(3)的轴向侧面位置分别在中间和两端均匀布置；
5)将装配在一起的上夹具(1)、下夹具(2)和机体缝合螺栓(3)固定在振动试验台上；
7)通过由小到大逐步调整振动试验台的振动频率，观察机体缝合螺栓(3)在振动试验过程中各应变片(4)应变幅值的变化规律，当粘贴在机体缝合螺栓(3)上的任意一个应变片(4)的应变幅值出现峰值时所对应的振动试验台振动频率即为机体缝合螺栓(3)的振动固有频率。
发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置与测试方法
技术领域
[0001] 本发明属于柴油机结构可靠性设计技术领域，尤其是涉及一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置与测试方法。
背景技术
[0002] 机体缝合螺栓是连接柴油机上曲轴箱与下曲轴箱的关键零部件，机体缝合螺栓的可靠性不仅直接影响着整个机体的可靠性，而且还会影响到柴油机的冷却与润滑性能。机体缝合螺栓随发动机在使用过程中一旦发生断裂故障，将导致机体与气缸盖传动端结合面漏油、上下曲轴箱结合面漏油等，严重时还会引发其他更大的故障。
[0003] 为提高机体缝合螺栓的可靠性，在机体缝合螺栓设计时，不仅需要根据发动机上曲轴箱与下曲轴箱的连接强度要求，合理确定机体缝合螺栓的结构尺寸参数与安装布置形式，而且需要准确地确定机体缝合螺栓在工作状态下的振动固有频率，以防止机体缝合螺栓在发动机工作过程中由于产生共振现象而引起机体缝合螺栓的疲劳断裂故障。由于机体缝合螺栓安装在发动机上的振动固有频率与其在自由状态下的振动固有频率存在较大差别，因此，准确地测量机体缝合螺栓在发动机安装状态下的振动固有频率，是对机体缝合螺栓进行可靠性评价与结构优化设计的关键。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置与测试方法，以解决机体缝合螺栓在发动机安装状态下的振动固有频率的测量问题。
[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] 一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置，包括上夹具、下夹具、应变片、应变仪和振动试验台，所述上夹具和下夹具装配在一起，用来固定机体缝合螺栓；所述应变片有若干个，用来贴在机体缝合螺栓上，所述应变片通过导线连接应变仪；所述振动试验台为可提供可调频率振动的试验台，所述装配在一起的上夹具和下夹具固定在振动试验台上。
[0007] 进一步的，所述上夹具上设有通孔，上夹具的长度与机体缝合螺栓在发动机上安装位置的通孔长度相同，上夹具上的通孔直径与机体缝合螺栓在发动机上安装位置的通孔直径相同。
[0008] 进一步的，所述下夹具上有螺纹盲孔，所述螺纹盲孔的深度与螺纹直径分别同机体缝合螺栓在发动机上安装位置的螺纹孔深度和直径相同。
[0009] 进一步的，所述上夹具和下夹具上均设有定位销钉孔，所述上夹具和下夹具通过销钉和定位销钉孔装配在一起。
[0010] 进一步的，所述应变片有六个，其中3个应变片沿机体缝合螺栓轴向正面位置分别在中间和两端均匀布置，另外3个应变片沿机体缝合螺栓轴向侧面位置分别在中间和两端均匀布置。
[0011] 相对于现有技术，本发明所述装置具有以下优势：
[0012] 本发明能够真实有效地模拟机体缝合螺栓在发动机上的安装状态，通过在机体缝合螺栓上粘贴应变片可以有效地监测机体缝合螺栓在整个振动试验过程中的变形情况，进而通过分析机体缝合螺栓在振动试验过程中不同振动频率激励作用下的变形响应，准确地确定出机体缝合螺栓在发动机安装状态下的振动固有频率，可以为机体缝合螺栓的可靠性评价以及机体缝合螺栓与其安装部位的结构优化设计提供依据。
[0013] 本发明创造的另一目的在于提出一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量方法。
[0014] 为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
[0015] 一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量方法，包括如下步骤：
[0016] 1)加工用于固定机体缝合螺栓的上夹具和下夹具；其中上夹具加工通孔，上夹具的长度与机体缝合螺栓在发动机上安装位置的通孔长度相同，上夹具上的通孔直径与机体缝合螺栓在发动机上安装位置的通孔直径相同；下夹具加工螺纹盲孔，所述螺纹盲孔的深度与螺纹直径分别同机体缝合螺栓在发动机上安装位置的螺纹孔深度和直径相同；
[0017] 2)通过销钉将上夹具与下夹具装配在一起；
[0018] 3)根据机体缝合螺栓在发动机上安装时规定的拧紧力矩，将机体缝合螺栓固定在上夹具的通孔与下夹具的螺纹盲孔内；
[0019] 4)在机体缝合螺栓的光杆位置粘贴应变片：具体的，将6个应变片粘贴在机体缝合螺栓的光杆位置，其中3个应变片沿机体缝合螺栓的轴向正面位置分别在中间和两端均匀布置，另外3个应变片沿机体缝合螺栓的轴向侧面位置分别在中间和两端均匀布置；
[0020] 5)将装配在一起的上夹具、下夹具和机体缝合螺栓固定在振动试验台上；
[0021] 6)用导线将应变片与应变测量仪连接起来；
[0022] 7)通过由小到大逐步调整振动试验台的振动频率，观察机体缝合螺栓在振动试验过程中各应变片应变幅值的变化规律，当粘贴在机体缝合螺栓上的任意一个应变片的应变幅值出现峰值时所对应的振动试验台振动频率即为机体缝合螺栓的振动固有频率。
[0023] 所述方法与上述装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
[0024] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0025] 图1为本发明实施例所述发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置的示意图；
[0026] 图2为本发明实施例所述发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置的另一示意图。
[0027] 附图标记说明：
[0028] 1-上夹具，2-下夹具，3-机体缝合螺栓，4-应变片，5-销钉。
具体实施方式
[0029] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0031] 本发明一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量装置，如图1、2所示，包括上夹具1、下夹具2、应变片4、销钉5、应变仪和振动试验台，所述上夹具1和下夹具2是用来固定机体缝合螺栓3的；所述振动试验台提供可调频率的振动，所述应变仪通过应变片测量机应变量。
[0032] 所述上夹具1上设有通孔和定位销钉孔，上夹具1的长度L1与机体缝合螺栓3在发动机上安装位置的通孔长度相同，上夹具1上的通孔直径Ф1与机体缝合螺栓3在发动机上安装位置的通孔直径相同；所述下夹具2上有螺纹盲孔和定位销钉孔，所述螺纹盲孔的深度L2与螺纹直径分别同机体缝合螺栓3在发动机上安装位置的螺纹孔深度和直径相同；所述上夹具1和下夹具2通过销钉5插入各自的定位销钉孔装配在一起；
[0033] 所述应变片4为6个，用来均匀贴在机体缝合螺栓3上，所述应变片4连接应变仪；所述装配在一起的上夹具1和下夹具2固定在振动试验台上。
[0034] 其中所述6个应变片，其中3个应变片沿螺栓3的轴向正面位置分别在中间和两端均匀布置，另外3个应变片沿螺栓3的轴向侧面位置分别在中间和两端均匀布置。
[0035] 根据所述机体缝合螺栓3及其在发动机上的安装结构与尺寸，设计并加工上夹具1、下夹具2和销钉5。
[0036] 本发明一种发动机机体缝合螺栓振动固有频率测量方法，包括以下步骤：
[0037] 步骤1，加工用于固定机体缝合螺栓3的上夹具1和下夹具2；其中上夹具1加工通孔，上夹具1的长度L1与机体缝合螺栓3在发动机上安装位置的通孔长度相同，上夹具1上的通孔直径Ф1与机体缝合螺栓3在发动机上安装位置的通孔直径相同；下夹具2加工螺纹盲孔，所述螺纹盲孔的深度L2与螺纹直径分别同机体缝合螺栓3在发动机上安装位置的螺纹孔深度和直径相同；
[0038] 步骤2，通过销钉5将上夹具1与下夹具2装配在一起；
[0039] 步骤3，根据机体缝合螺栓3在发动机上安装时规定的拧紧力矩，将机体缝合螺栓3固定在上夹具1的通孔与下夹具2的螺纹盲孔内；
[0040] 步骤4，在机体缝合螺栓3的光杆位置粘贴应变片4：具体的，将6个应变片4粘贴在机体缝合螺栓3的光杆位置，其中3个应变片沿机体缝合螺栓3的轴向正面位置分别在中间和两端均匀布置，另外3个应变片沿机体缝合螺栓3的轴向侧面位置分别在中间和两端均匀布置；
[0041] 步骤5，将装配在一起的上夹具1、下夹具2和机体缝合螺栓3固定在振动试验台上；
[0042] 步骤6，用导线将应变片4与应变测量仪连接起来；
[0043] 步骤7，通过由小到大逐步调整振动试验台的振动频率，观察机体缝合螺栓3在振动试验过程中各应变片4应变幅值的变化规律，当粘贴在机体缝合螺栓3上的任意一个应变片4的应变幅值出现峰值时所对应的振动试验台振动频率即为机体缝合螺栓3的振动固有频率。
[0044] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
