一种振动传递路径实验装置

1.本技术属于振动实验设备技术领域，尤其涉及一种振动传递路径实验装置。


背景技术：

2.随着舰载设备特别是隐身设备对于复杂环境下噪音、振动等被监测源控制需求的提升，为了研究各类设备或结构在不同介质中振动传递过程和特征，测试隔振减振结构或设备，往往需要建设专用的振动试验水池配合激振设备等结构来进行实验测试，以便于确定相应结构或设备的振动传递数据，对于复杂情形下的振动传递模拟，往往涉及到多个振动源以及介质和振动传递结构，常规的振动试验水池往往难以满足需求，同时由于振动试验水池一般为固定结构设施，也难以有效模拟实际舰船航行中相应设备的工作环境以及介质流动等要素信息，导致实验结果和数据偏离实际结果。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于，提供一种可用于对不同介质和压力下隔振结构与设备间振动传递过程进行模拟实验，实现对于振动传递过程进行演示和测量，同时灵活度高，能够满足多样化振动传递实验需求的振动传递路径实验装置。
4.为实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
5.一种振动传递路径实验装置，包括外筒1、内筒2、激振组件、压力控制组件；
6.外筒1和内筒2均为封闭式结构且同轴水平设置，内筒2设置于外筒1的内部；外筒1的顶部设置有进出口1a，两侧设置有进出线口1b；
7.外筒1内设置有定位支撑板架，定位支撑板架包括：靠近外筒1底部的水平支撑板10、设置于水平支撑板10下端面与外筒1底部内壁之间的多个月牙板11、靠近外筒1顶部的水平定位板12、设置于水平定位板12上端面与外筒1顶部内壁之间的多个鳍状板13、设置于水平支撑板10和水平定位板12前端的轴向定位板14；
8.水平支撑板10和水平定位板12水平且平行设置；月牙板11以及鳍状板13为等间距阵列设置且垂直于外筒1中轴线；轴向定位板14垂直于外筒1中轴线且前端设置有操作口14a；
9.激振组件包括：固定在内筒2内壁上的激振过渡板31，固定在内筒2内壁上的激振源30，设置于外筒1外部的激振驱动设备；设置于水平支撑板10和内筒2之间以及水平定位板12和内筒2之间的多个隔振器32；
10.压力控制组件包括：高压源40、第一压力表41、减压阀42、第一截止阀43、缓冲瓶44、缓冲控制阀45、第二压力表46、第二截止阀47、泄压阀48、注入器49；
11.高压源40通过管路与减压阀42和第一截止阀43连通后分为两路，其中一路经缓冲控制阀45与缓冲瓶44连接，另一路经第二截止阀47与注入器49引入外筒1内腔；还包括从第二截止阀47与注入器49之间引出并由泄压阀48控制的泄压支路；
12.第一压力表41用于测量减压阀42后侧管路压力，第二压力表46用于测量第二截止
阀47前侧管路压力。
13.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，进出口1a设置于外筒1前端顶部，进出线口1b有两个且分设于外筒1前端左右斜下方；
14.进出口1a上设置有可开合的活动口盖1c；
15.进出线口1b上盖设有进出线板1d，进出线板1d上设置有多个进出线孔。
16.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，水平支撑板10的左右侧与外筒1的内壁连接，月牙板11底部弧形边缘与外筒1的内壁连接，水平支撑板10和月牙板11将水平支撑板10下侧空间分割成为截面为月牙形的小腔体，月牙板11上设置有连接相邻小腔体以及两端小腔体与外筒1内腔的横向过孔11a；
17.水平支撑板10上设置连通至各小腔体的竖向过孔10a。
18.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，定位支撑板架还包括：与各月牙板11垂直连接的下肋板15，与各鳍状板13垂直连接的上肋板16；下肋板15将小腔体分割为多个独立腔体，下肋板15上设置有连接独立腔体的过渡孔15a；
19.月牙板11和轴向定位板14的最底部设置有导流孔11b；至少一个独立腔体的底部设置有泄流孔11c。
20.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，还设置有姿态控制组件，包括：弹簧减震器50、高度调节装置51；弹簧减震器50设置于外筒1后端下侧，高度调节装置51设置于外筒1前端下侧。
21.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，外筒1的底部设置有两个连接板52，弹簧减震器50和高度调节装置51分别安装在连个连接板52上。
22.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，高度调节装置51是指螺旋式千斤顶。
23.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，内筒2的上下侧分别设置有水平安装板2e；
24.隔振器32沿轴向阵列设置在水平安装板2e与水平定位板12、水平支撑板10之间。
25.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，内筒2的内壁上设置有多个环形安装板2f，内筒2的中轴线上对应设置有多个环形轴向激振板2g；
26.激振过渡板31有多个且以内筒2轴线呈环形阵列设置，激振过渡板31的两端分别连接在环形安装板2f和环形轴向激振板2g上；。
27.对前述振动传递路径实验装置的进一步改进或者优选实施方案，内筒2的内壁上固定有激振源安装台2k，激振源30安装在激振源安装台2k和环形轴向激振板2g上。
28.其有益效果在于：
29.本技术的振动传递路径实验装置可用于不同介质在不同压力下多激振源的振动传递实验，也可以用于对各类型隔振器的振动控制测试和实验；该实验装置整体结构简单，便于加工、装配和使用，通过内部壳体和激振传递结构，能够方便的针对不同工况下振动传递路径及其相关参数进行实验和监测，现对于现有的固定试验水池，具有使用灵活，可移动，功能丰富的特点。
附图说明
30.图1是振动传递路径实验装置结构示意图一；
31.图2是振动传递路径实验装置结构示意图二；
32.图3是定位支撑板架的结构示意图一；
33.图4是定位支撑板架的结构示意图二；
34.图5是激振组件的结构示意图(部分)。
具体实施方式
35.以下结合具体实施例对本技术作详细说明。
36.本技术的振动传递路径实验装置，主要用于进行振动传递路径和传递特定等内容的实验测试，主要作为教学以及实验设备来使用，可用于在水或空气介质中，单个或者多个各类型激振源产生的振动的特征及其振动传递路径和特征的验证测试。
37.如图1、图2所示，实验装置的主要结构包括外筒1、内筒2、激振组件、压力控制组件；
38.外筒1和内筒2均为封闭式结构且同轴水平设置，内筒2设置于外筒1的内部；外筒1的顶部设置有进出口1a，两侧设置有进出线口1b；
39.本技术中，在外筒1和内筒2之间的空间用于可根据试验需求灌注各类型的振动传递介质，其具体振动参数数据可以通过在内外筒中设置各类传感器等设备进行收集，为便于内部激振源以及各类结构的装配调节，设置有供人员出入的进出口，顶部设置人员进出口有利于防止介质泄漏，同时，实际实施时进出口位置较高，因此可以配合爬梯等结构以便于使用，进出线口用于收集控制各类在实验过程中可能需要使用的传感器的数据线线缆进出筒体。
40.具体实施时时。为便于装配使用，进出口1a设置于外筒1前端顶部，进出线口1b有两个且分设于外筒1前端左右斜下方；进出口1a上设置有可开合的活动口盖1c；进出线口1b上盖设有进出线板1d，进出线板1d上设置有多个进出线孔。
41.在具体实施时，为进一步简化装配，同时降低筒体结构加工的工艺难度，内筒和外筒均可采用管状结构配合前后端端盖拼接的方式来构成密封筒体，由于尺寸相对较大，一般可配合使用螺栓组等结构进行连接固定。
42.如图3、图4所示，外筒1内设置有定位支撑板架，定位支撑板架包括：靠近外筒1底部的水平支撑板10、设置于水平支撑板10下端面与外筒1底部内壁之间的多个月牙板11、靠近外筒1顶部的水平定位板12、设置于水平定位板12上端面与外筒1顶部内壁之间的多个鳍状板13、设置于水平支撑板10和水平定位板12前端的轴向定位板14；
43.特别的，为便于更好地构建振动传递路径模型，同时优化内部结构，便于数据采集以及满足不同试验需求，本实施例中，水平支撑板10的左右侧与外筒1的内壁连接，月牙板11底部弧形边缘与外筒1的内壁连接，水平支撑板10和月牙板11将水平支撑板10下侧空间分割成为截面为月牙形的小腔体，月牙板11上设置有连接相邻小腔体以及两端小腔体与外筒1内腔的横向过孔11a；水平支撑板10上设置连通至各小腔体的竖向过孔10a。多腔室结构延长振动路径传递和控制的可探测范围，横向过孔和竖向过孔形成介质直接传递的路径。
44.水平支撑板10和水平定位板12水平且平行设置；月牙板11以及鳍状板13为等间距
阵列设置且垂直于外筒1中轴线；轴向定位板14垂直于外筒1中轴线且前端设置有操作口14a；
45.定位支撑板架还包括：与各月牙板11垂直连接的下肋板15，与各鳍状板13垂直连接的上肋板16；下肋板15将小腔体分割为多个独立腔体，下肋板15上设置有连接独立腔体的过渡孔15a；月牙板11和轴向定位板14的最底部设置有导流孔11b；至少一个独立腔体的底部设置有泄流孔11c。
46.月牙板以及鳍状板一方面构建内部振动传递空间，同时维持内外筒体之间的相对位置关系稳定，同时也便于对待测隔振器进行配置管理。导流孔11b和泄流孔11c用于内部介质的导出清理，防止介质在腔体内滞留。
47.其中激振组件用于固定和安装激振源，用以根据实验需求配置激振源的位置和适量，利用激振源模拟振动发射源状态，其主要结构包括：固定在内筒2内壁上的激振过渡板31，固定在内筒2内壁上的激振源30，设置于外筒1外部的激振驱动设备；设置于水平支撑板10和内筒2之间以及水平定位板12和内筒2之间的多个隔振器32；
48.如图5所示，为便于调节激振源位置，同时使振动能够沿筒体均匀传递，在内筒2的内壁上设置有多个环形安装板2f，内筒2的中轴线上对应设置有多个环形轴向激振板2g；
49.激振过渡板31有多个且以内筒2轴线呈环形阵列设置，激振过渡板31的两端分别连接在环形安装板2f和环形轴向激振板2g上；。
50.内筒2的内壁上固定有激振源安装台2k，激振源30安装在激振源安装台2k和环形轴向激振板2g上。
51.为便于固定隔振器，在内筒2的上下侧分别设置有水平安装板2e；隔振器32沿轴向阵列设置在水平安装板2e与水平定位板12、水平支撑板10之间。
52.压力控制组件用于调节介质压力以满足实验需求，压力控制组件包括：高压源40、第一压力表41、减压阀42、第一截止阀43、缓冲瓶44、缓冲控制阀45、第二压力表46、第二截止阀47、泄压阀48、注入器49；
53.高压源40通过管路与减压阀42和第一截止阀43连通后分为两路，其中一路经缓冲控制阀45与缓冲瓶44连接，另一路经第二截止阀47与注入器49引入外筒1内腔；还包括从第二截止阀47与注入器49之间引出并由泄压阀48控制的泄压支路；
54.第一压力表41用于测量减压阀42后侧管路压力，第二压力表46用于测量第二截止阀47前侧管路压力。
55.为便于调节装置倾角，本实施例中还设置有姿态控制组件，包括：弹簧减震器50、高度调节装置51；弹簧减震器50设置于外筒1后端下侧，高度调节装置51设置于外筒1前端下侧。作为一种较佳实施方案，高度调节装置51可使用螺旋式千斤顶。
56.外筒1的底部设置有两个连接板52，弹簧减震器50和高度调节装置51分别安装在连个连接板52上。
57.作为一种较佳实施方案，高度调节装置51可使用螺旋式千斤顶。
58.为便于理解本技术的其他补充说明：
59.1、装置主要用途：测量不同介质和压力下通过弹性连接(包括隔振器、挠性接管)和声学介质(水、空气等)传递到外筒的振动贡献，测试验证相应振动传递路径和特征；
60.2、基本要求：按照相关国家标准设计的压力容器，外筒与内筒之间可以承载不同
的声学介质(空气、水)承受1mpa，可通过水听器等进行不同介质中下声压测量；
61.3、常用振动激励方式：内筒内部始终为空气介质，通过安装在内筒内部的激振器进行激励，其中激振过渡板以及激振源安装台、内筒(2)的内壁均可设置激励源；
62.4、必要的传感器及其穿舱方式：可通过购置穿舱堵头，通过外筒两侧的穿舱板上的开口穿出，从而实现传感器的穿舱连接；
63.5、传递路径分析(tpa)，是用于识别和评价能量从激励源到目标点的各个结构路径的传播和声学介质路径的传播，其基本模性为源-路径-目标点模性；其计算和模拟方法可基于载荷-响应模型(即传统tpa)、置刚度法、opax法等；
64.6、其他通用结构和配置依据现有的实验器具标准配置。
65.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。