一种用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置

1.本技术属于振动传递实验装置技术领域，尤其涉及一种用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置。


背景技术：

2.基于振动传递的实验过程中，需要通过激振装置等引起介质振动，控制或模拟振动传递路径和方案，利用传感器等监测装置对振动传递过程中的各项参数数据进行测量和分析，进而对振动传递的过程和特征进行测量、分析和验证；现有手段中的双层圆柱壳试验装置，内壳和外壳之间通过实肋板连接，无法研究隔振器的振动传递，而且内壳和外壳的两端采用同一块端板，内壳的振动通过端板直接传递给外壳，无法获得真实的隔振器振动传递试验数据。另外，现有双壳试验装置多是在水池中或者湖中进行，无法在实验室中开展。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于，基于现有方案存在的问题，提供一种方便实用，整体结构简单，能够适应不同介质中隔振器的振动传递实验，能够真实反馈流体载荷对于隔振器振动传递特性的影响，且便于操作以及测量的用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置。
4.为实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
5.一种用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置，包括支撑组件1、双层柱壳组件2、激励组件3、数据采集组件4；
6.支撑组件1包括龙门吊架10、吊挂弹簧11；双层柱壳组件2通过吊挂弹簧11吊装在龙门吊架10的横梁上；
7.双层柱壳组件2包括外筒壳20、内筒壳21、隔振结构；外筒壳20为圆筒结构，外筒壳20的底部或者侧面设置有进出水口20a；内筒壳21设于外筒壳20内部且与外筒壳20同轴设置；隔振结构包括多个设置在内筒壳21和外筒壳20之间的多个隔振器组22；
8.激励组件3包括：激振弹簧30、激振器31；激振弹簧30吊挂在内筒壳21内壁顶部，激振器31固定在激振弹簧30下端，激振器31的激振杆31a垂直向下指向内筒壳21内壁底部；
9.数据采集组件4包括：第一力传感器40、加速度传感器环形阵列；
10.第一力传感器40设置于激振杆31a下端和内筒壳21内壁之间；
11.加速度传感器环形阵列分布在多个垂直于内筒壳21轴线的垂直测量面e上，垂直测量面e等间距设置；
12.加速度传感器环形阵列中包括多个加速度传感器，加速度传感器绕内筒壳21轴线呈环形阵列设置在外筒壳20和内筒壳21的外壁上。
13.对前述用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置的进一步改进或者优选实施方案，内筒壳21外壁和外筒壳20的内壁上对应设置有多个隔振器安装板23，隔振器组22包括多个隔振器，隔振器通过螺栓组安装在隔振器安装板23上，隔振器和隔振器安装板
23之间设置有调节垫板24。
14.对前述用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置的进一步改进或者优选实施方案，隔振器组22内包括：设置于内筒壳21两端的外壁最高点处的第一隔振器22a以及位于第一隔振器22a下方且对称设置在竖直平面f两侧两个第二隔振器22b；竖直平面f是指穿过内筒壳21中心轴的竖直平面，两个第二隔振器22b以内筒壳21的中轴线呈20
°
中心角。
15.对前述用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置的进一步改进或者优选实施方案，外筒壳20、内筒壳21均由环形筒体以及位于环形筒体两端的圆形端盖组成，环形端盖通过螺栓组固定在环形筒体两端，内筒壳21和外筒壳20两端互不接触。
16.对前述用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置的进一步改进或者优选实施方案，吊挂弹簧11有多个，且均匀设置于外筒壳20顶部以使外筒壳20保持水平。
17.对前述用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置的进一步改进或者优选实施方案，还包括穿舱结构，穿舱结构包括l管40、连接法兰41、外插接件42、内插接件43、双头插座44；
18.外筒壳20的一端设置有出线孔20k，内筒壳21的同一端对应设置有进线孔20k；连接法兰41固定设置在出线孔20k中，双头插座44安装在进线孔20k中；l管40的横管端部设置有与连接法兰41对接的法兰连接部40a，法兰连接部40a通过螺栓组与连接法兰41连接；
19.外接插件41一端与线缆连接另一端从l管40的竖管部分插入，随后穿过l管40的横管部分后与双头插座44插接；内插接件43位于内筒壳21中，内插件43一端通过线缆与激振器另一端与双头插座44插接；
20.l管40的竖管部分竖直向上，且竖管端部高度不低于外筒壳20内壁顶部高度。
21.对前述用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置的进一步改进或者优选实施方案，外筒壳20的内壁上延其中轴线方向阵列设置有多个环形肋20b。
22.对前述用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置的进一步改进或者优选实施方案，环形肋20b的内缘顶部设置有水平连接面20c，多个环形肋20b的水平连接面20c上焊接由弹簧安装板20d；隔振器安装板23焊接在环形肋20b内缘底部。
23.其有益效果在于：
24.本技术的用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置能够方便的实现含弹性连接双层圆柱壳耦合振动实验，亦可用于对于各类型隔振器及其模型阻抗数据的测量或者验证，亦可用于展开不同介质下振动传递过程实验测试等，满足多种类型流体载荷与振动传递特性及其交互影响实验和分析，针对多领域研究工作具有广泛的应用前景；在开展实验模拟时时，内、外筒壳之间的流体介质可为气态或者液态介质，应用范围广，采用全封闭结构以及密闭处理，使得各项实验可在室内开展，不需要单独开设在水池或者湖中进行，实验装置的整体结构简单，结构稳定，便于加工维护。
附图说明
25.图1是用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置；
26.图2是用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置；
27.图3是双层柱壳组件的机构的侧视图；
28.图4是双层柱壳组件的机构的剖视图；
29.图5是外筒壳的截面图；
30.图6是穿舱结构的剖视图。
具体实施方式
31.以下结合具体实施例对本技术作详细说明。
32.本技术的用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置主要用于流体中隔振器振动传递的测试实验，用于展开流体中隔振器振动传递以及多介质传递过程的模拟研究，用于替代现有的水池法和实肋板双壳装置等方案，以提高实验效率，增强实验结果的有效性性。
33.如图1～2所示，本技术的用于研究隔振器在水中振动传递的双壳实验装置，主要结构包括支撑组件1、双层柱壳组件2、激励组件3、数据采集组件4；
34.支撑组件1包括龙门吊架10、吊挂弹簧11；双层柱壳组件2通过吊挂弹簧11吊装在龙门吊架10的横梁上；
35.为了保证实验过程中，双层柱壳组件能够保持相对稳定状态，使得实验能够顺利进行，具体实施时，吊挂弹簧11有多个，且均匀设置于外筒壳20顶部以使外筒壳20保持水平。
36.其中双层柱壳组件2包括外筒壳20、内筒壳21、隔振结构；外筒壳20为圆筒结构，外筒壳20的底部或者侧面设置有进出水口20a；内筒壳21设于外筒壳20内部且与外筒壳20同轴设置；
37.为避免内壳振动通过端板传递到外壳和实现内壳振动仅通过隔振器传递到外壳的目的，作为优选实施方案，外筒壳20、内筒壳21均由环形筒体以及位于环形筒体两端的圆形端盖组成，环形端盖通过螺栓组固定在环形筒体两端，内筒壳21和外筒壳20两端互不接触。
38.其中隔振结构包括多个设置在内筒壳21和外筒壳20之间的多个隔振器组22；
39.如图3、图4所示，为便于测量，同时保证振动传递方向的均匀稳定，本实施例中，隔振器组22内包括：设置于内筒壳21两端的外壁最高点处的第一隔振器22a以及位于第一隔振器22a下方且对称设置在竖直平面f两侧两个第二隔振器22b；竖直平面f是指穿过内筒壳21中心轴的竖直平面，两个第二隔振器22b以内筒壳21的中轴线呈20
°
中心角。
40.激励组件3包括：激振弹簧30、激振器31；激振弹簧30吊挂在内筒壳21内壁顶部，激振器31固定在激振弹簧30下端，激振器31的激振杆31a垂直向下指向内筒壳21内壁底部；
41.数据采集组件4包括：第一力传感器40、加速度传感器环形阵列；
42.第一力传感器40设置于激振杆31a下端和内筒壳21内壁之间；
43.加速度传感器环形阵列分布在多个垂直于内筒壳21轴线的垂直测量面e上，垂直测量面e等间距设置；
44.加速度传感器环形阵列中包括多个加速度传感器，加速度传感器绕内筒壳21轴线呈环形阵列设置在外筒壳20和内筒壳21的外壁上。
45.为提高装置强度从而提高隔振器的隔振效果，在外筒壳20的内壁上延其中轴线方向阵列设置有多个环形肋20b。
46.环形肋20b的内缘顶部设置有水平连接面20c，多个环形肋20b的水平连接面20c上
焊接由弹簧安装板20d；隔振器安装板23焊接在环形肋20b内缘底部。
47.其中，内筒壳21外壁和外筒壳20的内壁上对应设置有多个隔振器安装板23，隔振器组22包括多个隔振器，隔振器通过螺栓组安装在隔振器安装板23上，隔振器和隔振器安装板23之间设置有调节垫板24。
48.特别的，由于实验过程中，内部介质压力以及压力波传递冲击的影响，为了能够保证激振器线缆以及数据采集组件的配套线缆能够顺利进出实验装置，同时不至于泄露介质，本实施例中还包括穿舱结构。
49.如图4、图6所示，穿舱结构包括l管40、连接法兰41、外插接件42、内插接件43、双头插座44；
50.外筒壳20的一端设置有出线孔20k，内筒壳21的同一端对应设置有进线孔20k；连接法兰41固定设置在出线孔20k中，双头插座44安装在进线孔20k中；l管40的横管端部设置有与连接法兰41对接的法兰连接部40a，法兰连接部40a通过螺栓组与连接法兰41连接；
51.外接插件41一端与线缆连接另一端从l管40的竖管部分插入，随后穿过l管40的横管部分后与双头插座44插接；内插接件43位于内筒壳21中，内插件43一端通过线缆与激振器另一端与双头插座44插接；
52.为防止外筒壳20内部介质泄露，l管(40)的竖管部分竖直向上，且竖管端部高度不低于外筒壳20内壁顶部高度。
53.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本技术作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的实质和范围。