專利名稱：不平衡激擾力作用下的設(shè)備內(nèi)源特性測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種測量方法，具體地說是內(nèi)源特性的測量方法。
背景技術(shù)：
由于機械設(shè)備比較復(fù)雜，且設(shè)備在不同工況下運轉(zhuǎn)時，設(shè)備振動的輸出力與接收結(jié)構(gòu)的特性有關(guān)，不同的基座、不同的安裝方式會改變注入接收結(jié)構(gòu)的能量和接觸力大小。工程中需要獲取不同安裝條件下(不同安裝位置或方式)設(shè)備振動輸出到基座的能量和激勵力的特性，從而進行聲學(xué)預(yù)報與控制。然而設(shè)備制造商在設(shè)備出廠之前進行臺架試驗，測 得設(shè)備對臺架傳遞的激勵力，給出加速度值。但由于臺架試驗無法模擬實際情況，因此無法直接應(yīng)用于真實的工況中，解決工程中的實際困難。因此，通過機械設(shè)備的內(nèi)源特性試驗，獲得設(shè)備的內(nèi)源特性非常必要。為了研究結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)和輻射噪聲計算，傳統(tǒng)的方式是得到機械設(shè)備的振動激勵載荷及設(shè)備輸入支承結(jié)構(gòu)的功率流，人們往往根據(jù)機械設(shè)備重量、拆裝難易程度及可實施性等，常常采用以下兩種方法，第一種是建立以自由速度理論為基礎(chǔ)的設(shè)備激擾力測量方法，該方法是指將設(shè)備懸吊起來使其不與基礎(chǔ)連接，在設(shè)備正常開啟時測得的設(shè)備機腳振動速度。但由于懸吊條件環(huán)境不易滿足，設(shè)備自由速度測試通常采用空氣彈簧等方式進行支撐，因此，設(shè)備的自由速度測試通常會引起一定誤差，進而導(dǎo)致其在實際應(yīng)用中出現(xiàn)較大誤差。第二種是在試驗臺架上進行測量，然后應(yīng)用到實際環(huán)境中，此種方法雖然比第一種簡便易行，由于測量結(jié)果通常與隔振器及測試基礎(chǔ)剛度等密切相關(guān)，因此還存在一定的誤差。有關(guān)機械設(shè)備內(nèi)源特性實驗方法的公開文獻還非常缺少。這些相關(guān)報道主要有1、 Indirect Engineering Estimation of Force Excited by Machinery vibrationSources of Ship (Journal of Ship Mechanics, 2007，11(6):961-972) ;2、Estimationof forces generated by a machine mounted upon isolators under operatingconditions (Journal of the Franklin Institute, 1999，336:875-892) ;3、機械設(shè)備振動源特性研究(船舶力學(xué)，2010，14(10) :1180-1188) ;4、船舶機械設(shè)備振動激勵特性測試方法研究(艦船科學(xué)技術(shù)，2006，28 (2) :34-39) ;5、機械設(shè)備對基座激勵力估算方法研究(中國艦船研究，2008，2 (3) :47-49)等。其中文獻I提出了最小二乘法來間接測量設(shè)備對基座的激勵力。文獻2提出一種帶遞推估算的片爾曼濾波器法，用以估算旋轉(zhuǎn)機械安裝在隔振器上時的激振力時間歷程。它通過測量系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)，用最小二乘算法計算力的幅值。文獻3和文獻4以自由速度作為描述振源激勵特性的參數(shù)，通過對機器-隔振器-基座系統(tǒng)的分析，得到了作用于基座結(jié)構(gòu)的激勵力與機器自由速度之間的關(guān)系。最后來測量機械設(shè)備的自由速度，這種方法的缺點在上文已經(jīng)敘述。文獻5闡述利用有限元法和導(dǎo)納法的基本原理，間接估算處機械設(shè)備對基座的輸出激勵力，其前提是認為基座的特性不變，但是不同的基座、不同的安裝方式會改變注入接收結(jié)構(gòu)的能量和接觸力大小，因此這種方法也存在一定的誤差，其誤差的大小取決于基座的變化大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供精確度良好，操作簡便易行且可控性高的不平衡激擾力作用下的設(shè)備內(nèi)源特性測量方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明不平衡激擾力作用下的設(shè)備內(nèi)源特性測量方法，其特征是將第一組四個相同的隔振器對稱安裝在被測設(shè)備的機腳下，第一組隔振器的剛度為Ic1、阻尼系數(shù)為C1，被測設(shè)備和隔振器均安裝在剛性質(zhì)量塊上，所有安裝點在同一水平面上；將四個加速度傳感器布置在被測設(shè)備的機腳處、隔振器的頂端，并依次連接信號放大器、信號采集儀；啟動被測設(shè)備，測得四個點的加速度響應(yīng)，然后取其平均得到被測設(shè)備機腳所在平面中心點的加速度響應(yīng)平均值，通過速度與加速度關(guān)系V = a/ω，得到第一組隔振器下的速度響應(yīng)值V1 ;更換隔振器，第二組隔振器的剛度為k2、阻尼系數(shù)為C2，啟動被測設(shè)備，測得四個點的加速度響應(yīng)，從而的到第二組隔振器下的速度響應(yīng)值V2，則被測設(shè)備激擾力F和被測設(shè)備等效質(zhì)量me為
權(quán)利要求
1.不平衡激擾力作用下的設(shè)備內(nèi)源特性測量方法，其特征是 將第一組四個相同的隔振器對稱安裝在被測設(shè)備的機腳下，第一組隔振器的剛度為ki、阻尼系數(shù)為C1，被測設(shè)備和隔振器均安裝在剛性質(zhì)量塊上，所有安裝點在同一水平面上；將四個加速度傳感器布置在被測設(shè)備的機腳處、隔振器的頂端，并依次連接信號放大器、信號采集儀；啟動被測設(shè)備，測得四個點的加速度響應(yīng)，然后取其平均得到被測設(shè)備機腳所在平面中心點的加速度響應(yīng)平均值，通過速度與加速度關(guān)系V = a/ ，得到第一組隔振器下的速度響應(yīng)值V1 ;更換隔振器，第二組隔振器的剛度為k2、阻尼系數(shù)為C2，啟動被測設(shè)備，測得四個點的加速度響應(yīng)，從而的到第二組隔振器下的速度響應(yīng)值V2，則被測設(shè)備激擾力F和被測設(shè)備等效質(zhì)量me為 其中
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的不平衡激擾力作用下的設(shè)備內(nèi)源特性測量方法，其特征是對同一被測設(shè)備重復(fù)5次以上測試，每次測試均更換剛度和阻尼系數(shù)不同的隔振器，利用最小二乘法線性回歸修訂被測設(shè)備激擾力F和等效質(zhì)量me。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供不平衡激擾力作用下的設(shè)備內(nèi)源特性測量方法，包括以下步驟將第一組隔振器對稱安裝在被測設(shè)備的機腳下，被測設(shè)備和隔振器均安裝在剛性質(zhì)量塊上，所有安裝點在同一水平面上；將四個加速度傳感器布置在被測設(shè)備的機腳處、隔振器的頂端，并依次連接信號放大器、信號采集儀；啟動被測設(shè)備，測得四個點的加速度響應(yīng)，然后取其平均得到被測設(shè)備機腳所在平面中心點的加速度響應(yīng)平均值，通過速度與加速度關(guān)系得到第一組隔振器下的速度響應(yīng)值；更換隔振器，啟動被測設(shè)備，測得四個點的加速度響應(yīng)，從而的到第二組隔振器下的速度響應(yīng)值，從而求得被測設(shè)備激擾力和被測設(shè)備等效質(zhì)量。本發(fā)明精確度良好，操作簡便易行且可控性高。
文檔編號G01M99/00GK102768122SQ20121017228
公開日2012年11月7日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者姚熊亮, 龐福振, 龐福濱, 徐偉, 李卓, 鄭律, 陳林, 陳海龍 申請人:哈爾濱工程大學(xué)