专利名称：自由工况下波纹管隔振性能试验装置及试验方法
技术领域：
本发明涉及一种自由工况下波纹管隔振性能试验装置及试验方法，属于机械强度测试技术领域。
背景技术：
波纹管隔振性能试验是为了获得在自由工况下波纹管的隔振性能参数。波纹管作为一种隔振元件，波纹管隔振性能参数是隔振波纹管重要的设计参数。目前，对波纹管的隔振性能主要还是通过波纹管的阻尼来反映。
发明内容
本发明的目的是提供一种自由工况下波纹管隔振性能试验装置及试验方法，能够获得在自由工况下的波纹管隔振性能参数(振动传递率)。为实现上述目的，本发明的装置方案是自由工况下波纹管隔振性能试验装置，包括一个激振器，激振器的振动输出端设有一个固定连接装置，该固定连接装置用于固定连接竖直放置的波纹管的一端，激振器的振动方向与波纹管延伸方向平行；所述试验装置还包括分别设置在波纹管两端的传感器，所述传感器为加速度传感器、速度传感器、位移传感器中的至少一种。所述试验装置还设有用于悬吊波纹管的弹性挂绳。所述弹性挂绳的远离悬吊波纹管的一端固定在设置于激振器周围的立柱上。所述弹性挂绳固定在波纹管的下端法兰上。所述弹性挂绳为橡胶绳。自由工况下波纹管隔振性能试验方法，包括如下步骤I)将波纹管竖直放置在一个激振器上方，用连杆使波纹管下端与激振器振动输出端连接起来；2)使激振器起振，带动波纹管振动；3)同时测量波纹管两端的振动加速度、速度或位移，根据计算出的振级落差值判断波纹管隔振性能。还设有一组用于悬吊波纹管的弹性挂绳。使用公式D = A1A2和Ld = 20Lg(D)计算波纹管两端的振级落差；A2为与激振器相连一端的振动加速度、速度或位移，A1为另一端的振动加速度、速度或位移；根据计算获得的振级落差判断波纹管隔振性能。计算振级落差时，分别测量在不同激励频率下的A1和A2，从而计算出不同激励频率下的振级落差，并根据带宽范围内的平均振级落差判断波纹管隔振性能。本发明的有益效果是本发明利用激振器激励自由工况下的波纹管，测量波纹管两端的振动参数，进行计算后能够准确地获得波纹管在自由工况下的的隔振性能参数，这些参数为自由工况下隔振波纹管的设计使用提供了重要的依据。
图I是本发明的试验装置示意图；图2是不同频率下的波纹管振级落差。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。方法实施例 自由工况下波纹管隔振性能试验方法，包括如下步骤将波纹管竖直放置在一个激振器上方，用连杆把波纹管下端与激振器振动输出端连接；使激振器起振，带动波纹管振动；同时测量波纹管两端的振动加速度、速度或位移。获得了波纹管两端的加速度、速度或位移，进行计算便能得知波纹管隔振性能参数。使用公式D = A1/A2和LD = 20Lg(D)计算波纹管两端的振级落差；A2为与激振器相连一端的振动加速度、速度或位移，A1为另一端的振动加速度、速度或位移；通过计算可获得在不同激励频率下的振级落差，根据获得的振级落差可以判断波纹管隔振性能。基于以上方法，下面给出一种试验装置。装置实施例如图I所示，一个波纹管I两端分别安装法兰盘2、4，自由工况下的波纹管隔振性能试验装置包括一个激振器，激振器放置在地基上，激振器的振动输出端通过一根连杆7 (钢条)连接激振横梁6，激振横梁6固定在法兰4上，振动输出端与波纹管I同轴设置，激振器的振动方向与波纹管I延伸方向平行，均为竖直方向；试验装置还包括分别设置在波纹管I两端法兰上的传感器3、5，传感器3、5为加速度传感器、速度传感器、位移传感器中的至少一种。为了使波纹管的处于自由工况，并使波纹管在振动时始终处于竖直状态，还需要设置一组用于悬吊波纹管的弹性挂绳10，弹性挂绳10 —端必须悬吊在波纹管下法兰4上，另一端固定在立柱11上。弹性挂绳10的选择首先应能够承担波纹管一部分重量，而且还不能影响波纹管的自由振动，所以弹性挂绳的刚度不能太大，也不能太小，本实施例中，选择橡胶绳作为弹性挂绳10。除了立柱，弹性挂绳的固定端也可以固定在现场固定装置如建筑物上。试验具体步骤如下I、将波纹管试件与试验装置组装好；2、安装传感器，将传感器与电荷放大器相连接，电荷放大器再与数据采集器相连接；3、数据采集器与计算机相连；4、激振器放置在地基上，通过钢条与波纹管下法兰上的激振横梁相连；5、激振器与功率放大器相连，功率放大器与信号发生器相连，信号发生器输出不同频率的正弦波；6、装在波纹管上下两端法兰上的传感器将接收到的振动加速度信号经数据采集器传给计算机，通过数据处理软件把信号记录下来。通过对振动信号的处理得到波纹管的隔振性能参数(振级落差)。
本实施例中，传感器3、5是加速度传感器。振级落差比D的定义为波纹管上、下的振动响应之比。
n 4￡> = —
為式中在安装加速度传感器的情况下，A1-波纹管上端的振动加速度；A2-波纹管下端的振动加速度；当用dB表示时,可得加速度振级落差或称为传输损失(Transmission loss) Ld = 20Lg (D)本试验可得到在不同激励频率下波纹管在自由工况下的振级落差。激振器通过钢条对激振横梁施加冲击激励，激励通过激振横梁传到波纹管，使整个波纹管产生振动。通过信号发生器产生从IHz到1000Hz的正弦信号，信号经由功率放大器传到激振器使其振动。由传感器-电荷放大器-便携式信号处理仪测定响应数据。通过加速度传感器得到I 1000Hz范围内的各频率点波纹管上下两端的加速度振动曲线，用数据
处理软件分别得到这两个曲线的峰值平均值，各频率点的速度振级落差
如图2所示。采用加速度传感器，能够得到加速度振级落差，同理，采用速度传感器，能够得到速度振级落差，采用位移传感器，能够得到位移振级落差，由于原理与测量加速度相同，在此不再赘述。
权利要求
1.自由エ况下波纹管隔振性能试验装置，其特征在于，包括一个激振器，激振器的振动输出端设有ー个固定连接装置，该固定连接装置用于固定连接竖直放置的波纹管的一端，激振器的振动方向与波纹管延伸方向平行；所述试验装置还包括分别设置在波纹管两端的传感器，所述传感器为加速度传感器、速度传感器、位移传感器中的至少ー种。
2.根据权利要求I所述的自由エ况下波纹管隔振性能试验装置，其特征在于，所述试验装置还设有用于悬吊波纹管的弾性挂绳。
3.根据权利要求2所述的自由エ况下波纹管隔振性能试验装置，其特征在干，所述弹性挂绳的远离悬吊波纹管的一端固定在设置于激振器周围的立柱上。
4.根据权利要求2所述的自由エ况下波纹管隔振性能试验装置，其特征在于，所述弹性挂绳固定在波纹管的下端法兰上。
5.根据权利要求2或3所述的自由エ况下波纹管隔振性能试验装置，其特征在于，所述弹性挂绳为橡胶绳。
6.自由エ况下波纹管隔振性能试验方法，其特征在于，包括如下步骤 将波纹管竖直放置在一个激振器上方，用连杆使波纹管下端与激振器振动输出端连接起来； 使激振器起振，带动波纹管振动； 同时测量波纹管两端的振动加速度、速度或位移，根据计算出的振级落差值判断波纹管隔振性能。
7.根据权利要求6所述的自由エ况下波纹管隔振性能试验方法，其特征在干，还设有一组用于悬吊波纹管的弾性挂绳。
8.根据权利要求7所述的自由エ况下波纹管隔振性能试验方法，其特征在干，使用公式=D=A1A2和LD=20Lg(D)计算波纹管两端的振级落差；A2为与激振器相连一端的振动加速度、速度或位移，A1为另一端的振动加速度、速度或位移；根据计算获得的振级落差判断波纹管隔振性能。
9.根据权利要求8所述的ー种波纹管隔振性能试验方法，其特征在干，计算振级落差吋，分别测量在不同激励频率下的A1和A2,从而计算出不同激励频率下的振级落差，并根据带宽范围内的平均振级落差判断波纹管隔振性能。
全文摘要
本发明涉及自由工况下波纹管隔振性能试验装置及试验方法，试验装置包括一个激振器，激振器的振动输出端设有一个固定连接装置，该固定连接装置用于固定连接竖直放置的波纹管的一端，激振器的振动方向与波纹管延伸方向平行；所述试验装置还包括分别设置在波纹管两端的传感器，所述传感器为加速度传感器、速度传感器、位移传感器中的至少一种。本发明利用激振器激励自由工况下的波纹管，测量波纹管两端的振动参数，进行计算后能够准确地获得波纹管在自由工况下的隔振性能参数，这些参数为自由工况下隔振波纹管的设计使用提供了重要的依据。
文档编号G01H15/00GK102680075SQ20121001192
公开日2012年9月19日 申请日期2012年1月15日 优先权日2012年1月15日
发明者余永健, 刘永刚, 李济顺, 薛玉君, 隋新, 马伟 申请人:河南科技大学