CN104296994B - 一种试车状态声振传递试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种试车状态声振传递试验方法，包括试验系统搭建——确定噪声和振动响应测点位置——试车过程振动和噪声测量——均布扬声器——声振传递试验——声振外推数据处等步骤。采用本发明成功进行了试车状态声振传递试验，测量了声振传递试验中的振动、噪声数据，求得声、振关系函数中的系数；通过试车过程的声压级，获取了试车过程中的声致振动量级。

Description

一种试车状态声振传递试验方法
技术领域
本发明属于动力学试验技术领域，具体涉及一种试车状态声振传递试验方法。
背景技术
导弹或火箭飞行中的随机振动环境主要由两部分构成，一部分是由发动机的机械振动直接传递导致，另一部分是由发动机喷流噪声和气动噪声激起的结构振动。发动机喷流噪声，可以通过地面发动机热试车或发射现场测量弹/箭上各部位的总声压级及声功率谱，气动噪声的总声压级及声功率谱可以通过风洞试验和理论分析获得。声致振动获取，现有的做法为以下两种：(一)在噪声实验室做系统级声振试验，求得声振传递函数；根据已知外声场和声振传递特性，可求出系统级各部位的振动响应；(二)如果实验室噪声加载设备的能力足够大，也可以通过系统级噪声试验，把声谱作为输入谱，直接测量各测点的振动响应。
但是，噪声实验室是混响室，而试车台不是混响室；噪声实验室声效率要大于试车台声效率。要获取试车过程中声振环境，根据现有做法，利用噪声实验室声振试验、获取声致振动响应，结果不是十分精确。试车状态声振传递试验方法，现有的型号和资料均没有任何经验可以借鉴。
发明内容
本发明的目的是弥补现有技术的缺陷，提供一种试车状态声振传递试验方法，根据试车状态声振传递试验结果，获取试车过程声致振动响应；通过试车过程声致振动剥离，进一步获取结构的机械振动。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种试车状态声振传递试验方法，包括以下步骤：
步骤1，试验系统搭建；发动机固定在水平托架7上，发动机左端面固定有前裙，前裙左端面固定有推力架，推力架固定在承力墙上，发动机右端面固定有后裙，后裙右端面固定有尾段，尾段右端面固定有喷管，推力架、前裙、发动机、后裙、尾段、喷管从左到右依次同轴设置；
步骤2，发动机试车前，确定噪声和振动响应测点位置；在尾段外壁Ⅰ～Ⅳ象限母线中部分别设置尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点，在尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点的外部同一截面上分别对应设置尾段外壁Ⅰ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅱ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅲ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅳ象限母线中部噪声测点，每对相对应的振动测点和噪声测点的连线垂直于尾段外壁母线中部的外壁；
步骤3，发动机试车过程振动和噪声测量；振动测点和噪声测点通过低噪声电缆连接到动态信号采集仪，同时采集获取发动机试车过程的振动和噪声参数；
步骤4，在离发动机的喷管右侧均布4个扬声器，为步骤5的声振传递试验做准备；
步骤5，声振传递试验；启动扬声器，按低量噪声、中量噪声、高量噪声进行声振传递试验，分别采集噪声源稳定后尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点和尾段外壁Ⅰ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅱ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅲ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅳ象限母线中部噪声测点的振动和噪声参数；低量噪声、中量噪声、高量噪声的扬声器电流分别为8A、16A、24A；
步骤6、声振外推数据处理；
步骤6.1，通过步骤5测量的三种不同噪声量级下的振动和噪声参数，确定声振关系函数y＝Ax2+Bx+C中的系数A、B、C；其中y为振动均方根值，单位为g；x为声压级，单位为dB；
步骤6.2，将步骤3测得的发动机试车过程中的噪声参数带入步骤6.1确定的声振关系函数，确定发动机试车过程中的声致振动量级。
所述步骤4中，扬声器与尾段之间距离为0.5m。
所述步骤2中，相对应的振动测点和噪声测点之间距离为0.5m。
采用本发明成功进行了试车状态声振传递试验，测量了声振传递试验中的振动、噪声数据，求得声、振关系函数中的系数；通过试车过程的声压级，获取了试车过程中的声致振动量级。
附图说明
图1为本发明试验系统示意图。
图2为试车状态噪声和振动响应测点位置示意图。
图中，1-推力架，2-前裙，3-发动机，4-后裙，5-尾段，6-喷管，7-水平托架，8-扬声器，501-尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点，502-尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点，503-尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点，504-尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点，505-尾段外壁Ⅰ象限母线中部噪声测点，506-尾段外壁Ⅱ象限母线中部噪声测点，507-尾段外壁Ⅲ象限母线中部噪声测点S3，508-尾段外壁Ⅳ象限母线中部噪声测点S4，509-尾段外壁母线中部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
一种试车状态声振传递试验方法，包括以下步骤：
步骤1，试验系统搭建；发动机3固定在水平托架7上，发动机3左端面固定有前裙2，前裙2左端面固定有推力架1，推力架1固定在承力墙上，发动机3右端面固定有后裙4，后裙4右端面固定有尾段5，尾段5右端面固定有喷管6，推力架1、前裙2、发动机3、后裙4、尾段5、喷管6从左到右依次同轴设置；扬声器8与尾段5之间距离为0.5m，如图1所示；
步骤2，发动机试车前，确定噪声和振动响应测点位置；在尾段外壁Ⅰ～Ⅳ象限母线中部分别设置尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点501、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点502、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点503、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点504，在尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点501、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点502、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点503、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点504的外部同一截面上分别对应设置尾段外壁Ⅰ象限母线中部噪声测点505、尾段外壁Ⅱ象限母线中部噪声测点506、尾段外壁Ⅲ象限母线中部噪声测点507、尾段外壁Ⅳ象限母线中部噪声测点508，每对相对应的振动测点和噪声测点的连线垂直于尾段外壁母线中部509的外壁；相对应的振动测点和噪声测点之间距离为0.5m，如图2所示；
步骤3，发动机试车过程振动和噪声测量；振动测点和噪声测点通过低噪声电缆连接到动态信号采集仪，同时采集获取发动机试车过程的振动和噪声参数；
步骤4，在离发动机3的喷管6右侧均布4个扬声器8，为步骤5的声振传递试验做准备；
步骤5，声振传递试验；启动扬声器，按低量噪声、中量噪声、高量噪声进行声振传递试验，分别采集噪声源稳定后尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点和尾段外壁Ⅰ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅱ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅲ象限母线中部噪声测点、尾段外壁Ⅳ象限母线中部噪声测点的振动和噪声参数；低量噪声、中量噪声、高量噪声的扬声器电流分别为8A、16A、24A；
步骤6、声振外推数据处理；
步骤6.1，通过步骤5测量的三种不同噪声量级下的振动和噪声参数，确定声振关系函数y＝Ax2+Bx+C中的系数A、B、C；其中y为振动均方根值，单位为g；x为声压级，单位为dB；
步骤6.2，将步骤3测得的发动机试车过程中的噪声参数带入步骤6.1确定的声振关系函数，确定发动机试车过程中的声致振动量级。
以尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点502和尾段外壁Ⅱ象限母线中部噪声测点506为例，试车过程和声振传递试验的振动Z2和噪声S2(尾段Ⅱ象限噪声)数据处理结果见表1。Z2X为尾段外壁Ⅱ象限母线中部轴向振动，Z2R为尾段外壁Ⅱ象限母线中部径向振动，Z2T为尾段外壁Ⅱ象限母线中部切向振动，RMS值即为均方根值。
表1 平稳段振动Z2的RMS值和噪声S2的声压级表
通过表1中3种不同噪声量级下声振传递试验中的振动、噪声数据，求得声、振关系函数中的系数；Z2X、Z2R、Z2T振动与噪声的函数关系式分别为y＝0.009x2-2.1422x+128.7、y＝0.0186x2-4.4864x+272.17、y＝0.0058x2-1.3875x+83.36，其中x为声压级(单位为dB)，y为振动均方根值(单位为g)。按高量噪声(扬声器电流24A)进行声振传递试验，模拟的噪声环境仍然达不到试车过程的噪声量级；通过发动机试车中的声压级157dB，外推获取发动机试车过程中的声致振动量级，见表2。
表2 声振传递试验外推获取的试车平稳段声致Z2振动RMS值
上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种试车状态声振传递试验方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，试验系统搭建；发动机(3)固定在水平托架(7)上，发动机(3)左端面固定有前裙(2)，前裙(2)左端面固定有推力架(1)，推力架(1)固定在承力墙上，发动机(3)右端面固定有后裙(4)，后裙(4)右端面固定有尾段(5)，尾段(5)右端面固定有喷管(6)，推力架(1)、前裙(2)、发动机(3)、后裙(4)、尾段(5)、喷管(6)从左到右依次同轴设置；
步骤2，发动机试车前，确定噪声和振动响应测点位置；在尾段外壁Ⅰ～Ⅳ象限母线中部分别设置尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点(501)、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点(502)、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点(503)、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点(504)，在尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点(501)、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点(502)、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点(503)、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点(504)的外部同一截面上分别对应设置尾段外壁Ⅰ象限母线中部噪声测点(505)、尾段外壁Ⅱ象限母线中部噪声测点(506)、尾段外壁Ⅲ象限母线中部噪声测点(507)、尾段外壁Ⅳ象限母线中部噪声测点(508)，每对相对应的振动测点和噪声测点的连线垂直于尾段外壁母线中部(509)的外壁；
步骤3，发动机试车过程振动和噪声测量；振动测点和噪声测点通过低噪声电缆连接到动态信号采集仪，同时采集获取发动机试车过程的振动和噪声参数；
步骤4，在喷管(6)右侧均布4个扬声器(8)，为步骤5的声振传递试验做准备；
步骤5，声振传递试验；启动扬声器(8)，按低量噪声、中量噪声、高量噪声进行声振传递试验，分别采集噪声源稳定后尾段外壁Ⅰ象限母线中部振动测点(501)、尾段外壁Ⅱ象限母线中部振动测点(502)、尾段外壁Ⅲ象限母线中部振动测点(503)、尾段外壁Ⅳ象限母线中部振动测点(504)和尾段外壁Ⅰ象限母线中部噪声测点(505)、尾段外壁Ⅱ象限母线中部噪声测点(506)、尾段外壁Ⅲ象限母线中部噪声测点(507)、尾段外壁Ⅳ象限母线中部噪声测点(508)的振动和噪声参数；低量噪声、中量噪声、高量噪声的扬声器电流分别为8A、16A、24A；
步骤6、声振外推数据处理；
步骤6.1，通过步骤5测量的三种不同噪声量级下的振动和噪声参数，确定声振关系函数y＝Ax2+Bx+C中的系数A、B、C；其中y为振动均方根值，单位为g；x为声压级，单位为dB；
步骤6.2，将步骤3测得的发动机试车过程中的噪声参数带入步骤6.1确定的声振关系函数，确定发动机试车过程中的声致振动量级。
2.如权利要求1所述的一种试车状态声振传递试验方法，其特征在于步骤2中，相对应的振动测点和噪声测点之间距离为0.5m。
3.如权利要求1所述的一种试车状态声振传递试验方法，其特征在于步骤4中，扬声器(8)与尾段(5)之间距离为0.5m。
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