专利名称：不平衡激扰力作用下的设备内源特性测量方法
技术领域：
本发明涉及的是一种测量方法，具体地说是内源特性的测量方法。
背景技术：
由于机械设备比较复杂，且设备在不同工况下运转时，设备振动的输出力与接收结构的特性有关，不同的基座、不同的安装方式会改变注入接收结构的能量和接触力大小。工程中需要获取不同安装条件下(不同安装位置或方式)设备振动输出到基座的能量和激励力的特性，从而进行声学预报与控制。然而设备制造商在设备出厂之前进行台架试验，测 得设备对台架传递的激励力，给出加速度值。但由于台架试验无法模拟实际情况，因此无法直接应用于真实的工况中，解决工程中的实际困难。因此，通过机械设备的内源特性试验，获得设备的内源特性非常必要。为了研究结构振动响应和辐射噪声计算，传统的方式是得到机械设备的振动激励载荷及设备输入支承结构的功率流，人们往往根据机械设备重量、拆装难易程度及可实施性等，常常采用以下两种方法，第一种是建立以自由速度理论为基础的设备激扰力测量方法，该方法是指将设备悬吊起来使其不与基础连接，在设备正常开启时测得的设备机脚振动速度。但由于悬吊条件环境不易满足，设备自由速度测试通常采用空气弹簧等方式进行支撑，因此，设备的自由速度测试通常会引起一定误差，进而导致其在实际应用中出现较大误差。第二种是在试验台架上进行测量，然后应用到实际环境中，此种方法虽然比第一种简便易行，由于测量结果通常与隔振器及测试基础刚度等密切相关，因此还存在一定的误差。有关机械设备内源特性实验方法的公开文献还非常缺少。这些相关报道主要有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、机械设备振动源特性研究(船舶力学，2010，14(10) :1180-1188) ;4、船舶机械设备振动激励特性测试方法研究(舰船科学技术，2006，28 (2) :34-39) ;5、机械设备对基座激励力估算方法研究(中国舰船研究，2008，2 (3) :47-49)等。其中文献I提出了最小二乘法来间接测量设备对基座的激励力。文献2提出一种带递推估算的片尔曼滤波器法，用以估算旋转机械安装在隔振器上时的激振力时间历程。它通过测量系统动态响应，用最小二乘算法计算力的幅值。文献3和文献4以自由速度作为描述振源激励特性的参数，通过对机器-隔振器-基座系统的分析，得到了作用于基座结构的激励力与机器自由速度之间的关系。最后来测量机械设备的自由速度，这种方法的缺点在上文已经叙述。文献5阐述利用有限元法和导纳法的基本原理，间接估算处机械设备对基座的输出激励力，其前提是认为基座的特性不变，但是不同的基座、不同的安装方式会改变注入接收结构的能量和接触力大小，因此这种方法也存在一定的误差，其误差的大小取决于基座的变化大小。
发明内容
本发明的目的在于提供精确度良好，操作简便易行且可控性高的不平衡激扰力作用下的设备内源特性测量方法。本发明的目的是这样实现的本发明不平衡激扰力作用下的设备内源特性测量方法，其特征是将第一组四个相同的隔振器对称安装在被测设备的机脚下，第一组隔振器的刚度为Ic1、阻尼系数为C1，被测设备和隔振器均安装在刚性质量块上，所有安装点在同一水平面上；将四个加速度传感器布置在被测设备的机脚处、隔振器的顶端，并依次连接信号放大器、信号采集仪；启动被测设备，测得四个点的加速度响应，然后取其平均得到被测设备机脚所在平面中心点的加速度响应平均值，通过速度与加速度关系V = a/ω，得到第一组隔振器下的速度响应值V1 ;更换隔振器，第二组隔振器的刚度为k2、阻尼系数为C2，启动被测设备，测得四个点的加速度响应，从而的到第二组隔振器下的速度响应值V2，则被测设备激扰力F和被测设备等效质量me为
权利要求
1.不平衡激扰力作用下的设备内源特性测量方法，其特征是 将第一组四个相同的隔振器对称安装在被测设备的机脚下，第一组隔振器的刚度为ki、阻尼系数为C1，被测设备和隔振器均安装在刚性质量块上，所有安装点在同一水平面上；将四个加速度传感器布置在被测设备的机脚处、隔振器的顶端，并依次连接信号放大器、信号采集仪；启动被测设备，测得四个点的加速度响应，然后取其平均得到被测设备机脚所在平面中心点的加速度响应平均值，通过速度与加速度关系V = a/ ，得到第一组隔振器下的速度响应值V1 ;更换隔振器，第二组隔振器的刚度为k2、阻尼系数为C2，启动被测设备，测得四个点的加速度响应，从而的到第二组隔振器下的速度响应值V2，则被测设备激扰力F和被测设备等效质量me为 其中
2.根据权利要求I所述的不平衡激扰力作用下的设备内源特性测量方法，其特征是对同一被测设备重复5次以上测试，每次测试均更换刚度和阻尼系数不同的隔振器，利用最小二乘法线性回归修订被测设备激扰力F和等效质量me。
全文摘要
本发明的目的在于提供不平衡激扰力作用下的设备内源特性测量方法，包括以下步骤将第一组隔振器对称安装在被测设备的机脚下，被测设备和隔振器均安装在刚性质量块上，所有安装点在同一水平面上；将四个加速度传感器布置在被测设备的机脚处、隔振器的顶端，并依次连接信号放大器、信号采集仪；启动被测设备，测得四个点的加速度响应，然后取其平均得到被测设备机脚所在平面中心点的加速度响应平均值，通过速度与加速度关系得到第一组隔振器下的速度响应值；更换隔振器，启动被测设备，测得四个点的加速度响应，从而的到第二组隔振器下的速度响应值，从而求得被测设备激扰力和被测设备等效质量。本发明精确度良好，操作简便易行且可控性高。
文档编号G01M99/00GK102768122SQ20121017228
公开日2012年11月7日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者姚熊亮, 庞福振, 庞福滨, 徐伟, 李卓, 郑律, 陈林, 陈海龙 申请人:哈尔滨工程大学