CN104792486A - 隔振元件横向机械阻抗测试装置 - Google Patents

Abstract

一种隔振元件横向机械阻抗测试装置，包括阻抗平台，阻抗平台上设置有水平滑台，水平滑台上安装两套对称的结构，通过中间过渡元件装夹隔振元件；阻抗平台上安装有卧式加载机构，卧式加载机构的输出端与第二辅助支撑连接；中间过渡元件的顶部安装有四只相同的加速度计，位于中间过渡元件的前端面和侧端面分别安装有相同的加速度计；位于第一辅助支撑或第一固定端过渡元件上安装有第七加速度计；位于中间过渡元件顶面中部安装有力传感器，力传感器的顶部弹性悬吊安装有激振器。本发明可完成轴向加载（含空载）状态下隔振元件横向机械阻抗的测试，拆装方便，工作可靠。

Description

隔振元件横向机械阻抗测试装置

技术领域

本发明涉及机械阻抗测试装置技术领域，尤其是一种隔振元件横向机械阻抗测试装置，可应用于隔振器、饶性接管、弹性支撑等隔振元件的机械阻抗测试，其测试数据可用于航空航天、船舶、石油、水利以及其他涉及振动噪声控制技术研究的领域。

背景技术

隔振元件作为主要的振动能量衰减部件，在船舶的振动声学防护措施中发挥着重要作用，是振动隔振性能优劣的关键。隔振元件是一种典型的两端元件，机械阻抗参数描述了其两端状态参量（动态力与振动速度）之间的力学关系，是反映隔振元件宽频动态特性和隔振系统设计与效果评估的重要原始参数。

在减振装置的工程设计和科学研究中，利用机械阻抗理论来计算和预测新型减振装置的隔振效果是一种非常有效的设计方法，但由于隔振元件机械阻抗参数与其隔振元器件的结构形式、材料性能、承载方式、承载载荷、环境温度等因素密切相关，该参数难以通过解析或仿真手段精确获得，只能通过试验测量得到，且测量时需保证其环境工况。

船用隔振元件的安装形式多种多样，侧挂类型的隔振器同时会承受轴向、剪切和弯曲方向的载荷，斜置安装的隔振器会同时承受轴向与剪切方向的载荷。挠性接管在安装使用时其前后的安装法兰也不可能完全自然对中，管体橡胶材料可能会承受轴向变形、径向变形、弯曲变形以及扭转变形单独作用及多种变形组合作用状态的约束载荷。现有的隔振元件机械阻抗测试装置一般采用加载方向与测试方向同为轴向的方法进行测试，无法适用隔振元件的复杂安装工况。目前关于隔振元件轴向加载横向机械阻抗测试的相关研究，尚未见报道。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的隔振元件机械阻抗测试装置无法适用隔振元件承载方式多样化的缺点，提供一种结构合理的隔振元件横向机械阻抗测试装置，从而可完成轴向加载（含空载）状态下隔振元件横向机械阻抗的测试，进一步完善了隔振元件机械阻抗参数的获取方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种隔振元件横向机械阻抗测试装置，包括阻抗平台，所述阻抗平台上设置有水平滑台，所述水平滑台的两端对称安装有第一辅助支撑和第二辅助支撑，所述第一辅助支撑侧部固定安装有动态测力板，所述动态测力板的外端安装有第一固定端过渡元件；所述第二辅助支撑的侧部固定安装有静态测力板，所述静态测力板的外侧安装有第二固定端过渡元件，还包括位于中部的中间过渡元件，所述中间过渡元件一端面与第一固定端过渡元件之间安装第一被测隔振元件，所述中间过渡元件另一端面与第二固定端过渡元件之间安装第二被测隔振元件，所述第一被测隔振元件和第二被测隔振元件为同型号同批次隔振元件；位于第二辅助支撑外端的阻抗平台上安装有卧式加载机构，所述卧式加载机构的输出端与第二辅助支撑连接；所述中间过渡元件的顶部安装有四只相同的加速度计，位于中间过渡元件的前端面和侧端面分别安装有相同的加速度计；位于第一辅助支撑上沿激振测试方向安装有第七加速度计；位于中间过渡元件顶面中部安装有力传感器，所述力传感器的顶部弹性悬吊安装有激振器。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一辅助支撑、动态测力板、第一固定端过渡元件、第一被测隔振元件、中间过渡元件、第二被测隔振元件、第二固定端过渡元件、静态测力板、第二辅助支撑和卧式加载机构同轴安装；

所述卧式加载机构采用手动液压系统。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，可完成轴向加载（含空载）状态下隔振元件横向机械阻抗的测试，拓宽了复杂加载状态下的隔振元件机械阻抗测试技术领域的研究，本发明拆装方便，测量准确，具有很大的实际应用价值。测试数据可用于航空航天、船舶、石油、水利以及其它涉及振动噪声控制技术研究的领域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中间过渡元件的俯视图。

其中：1、第一辅助支撑；2、动态测力板；3、第一固定端过渡元件；4、第一被测隔振元件；5、激振器；6、力传感器；7、第二加速度计；8、第二被测隔振元件；9、第二固定端过渡元件；10、静态测力板；11、第二辅助支撑；12、卧式加载机构；13、中间过渡元件；14、第五加速度计；15、第一加速度计；16、第六加速度计；17、第七加速度计；18、水平滑台；19、阻抗平台；20、第三加速度计；21、第四加速度计。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的隔振元件横向机械阻抗测试装置，包括阻抗平台19，阻抗平台19上设置有水平滑台18，水平滑台18的两端对称安装有第一辅助支撑1和第二辅助支撑11，第一辅助支撑1侧部固定安装有动态测力板2，动态测力板2的外端安装有第一固定端过渡元件3；第二辅助支撑11的侧部固定安装有静态测力板10，静态测力板10的外侧安装有第二固定端过渡元件9，还包括位于中部的中间过渡元件13，中间过渡元件13一端面与第一固定端过渡元件3之间安装第一被测隔振元件4，中间过渡元件13另一端面与第二固定端过渡元件9之间安装第二被测隔振元件8，第一被测隔振元件4和第二被测隔振元件8为同型号同批次隔振元件；位于第二辅助支撑11外端的阻抗平台19上安装有卧式加载机构12，卧式加载机构12的输出端与第二辅助支撑11连接；中间过渡元件13的顶部安装有四只相同的加速度计，位于中间过渡元件13的前端面和侧端面分别安装有相同的加速度计；位于第一辅助支撑1上沿激振测试方向安装有第七加速度计17；位于中间过渡元件13顶面中部安装有力传感器6，力传感器6的顶部弹性悬吊安装有激振器5。

第一辅助支撑1、动态测力板2、第一固定端过渡元件3、第一被测隔振元件4、中间过渡元件13、第二被测隔振元件8、第二固定端过渡元件9、静态测力板10、第二辅助支撑11和卧式加载机构12同轴安装。

卧式加载机构12采用手动液压系统。

本发明所述的被测隔振元件为隔振器、挠性接管、弹性支撑等。

过渡元件起到被测隔振元件与本发明装置的过渡连接作用，它包括一个中间过渡元件13和两个固定端过渡元件，中间过渡元件13用于并联连接被测隔振元件输入端，两个固定端过渡元件用于连接测力板与被测隔振元件的输出端。

本发明所述水平滑台18上开有螺栓孔（图中未画出）和T型槽（图中未画出），螺栓孔用于水平滑台18与阻抗平台19的连接，T型槽用于卧式安装辅助支撑水平滑动和螺栓连接。

所述阻抗平台19上表面开有等间距的T型槽，方便水平滑台18和卧式加载机构12的刚性固定，台体需足够刚性，采用铸钢整体浇注而成，其安装频率需远低于测试频率范围，且其自身固有频率对测试无干扰。

所述卧式加载机构12用于对被测隔振元件进行加载，采用手动液压系统，轻便易操作。

所述激振器5用于对被测隔振元件施加动态激励力，多采用电磁激振器。

所述测力板包括动态测力板2和静态测力板10各一块，动态测力板2选用横向测力板，用于测量被测隔振元件输出端振动堵塞力；静态测力板10由轮辐式传感器组成，用于测量被测隔振元件所受轴向静态载荷。

所述力传感器6用于测量被测隔振元件输入端激振力。

所述加速度计，中间过渡元件13沿激振方向布置的加速度计用于测量被测隔振元件的输入端振动响应；中间过渡元件13沿非激振的两局部坐标方向的加速度计，用于校核输入端振动单向性；固定端过渡元件沿激振测试方向的加速度计，用于校核输出端振动堵塞状况。

卧式安装辅助支撑与卧式加载机构12，垂直加工一定间距的螺孔，该测试装置可根据被测隔振元件尺寸的不同，具备有级调节试样轴线方向高度的功能，并保证加载力的高度与被测隔振元件中心线一致。

卧式安装辅助支撑、固定端过渡元件各两套，均为相同的对称结构，动态测力板2与静态测力板10尺寸、重量、螺栓接口均相同。

轴向加载状态下隔振元件横向机械阻抗测试分为“Z向静载－X向激振”、“Z向静载－Y向激振”两种情况，图1以“Z向静载－X向激振”为例给出了轴向加载（含空载）状态下隔振元件横向机械阻抗的测试布置方案，图2为图1的中间过渡元件俯视图，表示了加速度计在中间过渡元件13上的具体安装位置。

实际工作过程如下：

一）阻抗平台19上刚性安装水平滑台18与卧式加载机构12；

二）采用中间过渡元件13卧式并联连接两同型号同批次被测隔振元件输入端；

三）第一被测隔振元件4输出端通过第一固定端过渡元件3与动态测力板2、第一辅助支撑1、水平滑台18依次刚性连接；第二被测隔振元件8输出端通过第二固定端过渡元件9与静态测力板10、第二辅助支撑11刚性连接；

四）采用卧式加载机构12驱动卧式安装第二辅助支撑11沿水平滑台18水平滑移，对被测隔振元件进行轴向加载，加载到所需静载荷后将卧式安装第二辅助支撑11刚性锁紧在水平滑台18上，本实施例的轴向加载为Z向静载；

五）中间过渡元件13上端面中心布置力传感器6；

六）以力传感器6为中心，在中间过渡元件13上端面沿激振方向对称布置四只加速度计，分别为：第一加速度计15、第二加速度计7、第三加速度计20和第四加速度计21，输入端振动响应取各加速度计信号的矢量平均值，在测量布置空间受限情况下，可对称布置两只相同型号加速度计平均测量输入端振动响应；

七）在卧式安装的第一辅助支撑1上沿激振测试方向布置一只第七加速度计17，核校输出端振动堵塞状况。

八）在中间过渡元件13或被测隔振元件输入端法兰上沿非激振的两局部坐标方向各布置一只加速度计，校核输入端振动单向性，本实施例加第五加速度计14和第六加速度计16布置于中间过渡元件13非激振的两局部坐标Y向和Z向各一只。

九）弹性悬吊安装激振器5，通过激振杆连接力传感器6，并横向激励中间过渡元件13产生振动响应，本实施例激振为X向激振；

十）同步测量输入端、输出端的动态力与振动加速度，提交数据处理。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (3)

1.一种隔振元件横向机械阻抗测试装置，其特征在于：包括阻抗平台（19），所述阻抗平台（19）上设置有水平滑台（18），所述水平滑台（18）的两端对称安装有第一辅助支撑（1）和第二辅助支撑（11），所述第一辅助支撑（1）侧部固定安装有动态测力板（2），所述动态测力板（2）的外端安装有第一固定端过渡元件（3）；所述第二辅助支撑（11）的侧部固定安装有静态测力板（10），所述静态测力板（10）的外侧安装有第二固定端过渡元件（9），还包括位于中部的中间过渡元件（13），所述中间过渡元件（13）一端面与第一固定端过渡元件（3）之间安装第一被测隔振元件（4），所述中间过渡元件（13）另一端面与第二固定端过渡元件（9）之间安装第二被测隔振元件（8），所述第一被测隔振元件（4）和第二被测隔振元件（8）为同型号同批次隔振元件；位于第二辅助支撑（11）外端的阻抗平台（19）上安装有卧式加载机构（12），所述卧式加载机构（12）的输出端与第二辅助支撑（11）连接；所述中间过渡元件（13）的顶部安装有四只相同的加速度计，位于中间过渡元件（13）的前端面和侧端面分别安装有相同的加速度计；位于第一辅助支撑（1）上沿激振测试方向安装有第七加速度计（17）；位于中间过渡元件（13）顶面中部安装有力传感器（6），所述力传感器（6）的顶部弹性悬吊安装有激振器（5）。

2.如权利要求1所述的隔振元件横向机械阻抗测试装置，其特征在于：所述第一辅助支撑（1）、动态测力板（2）、第一固定端过渡元件（3）、第一被测隔振元件（4）、中间过渡元件（13）、第二被测隔振元件（8）、第二固定端过渡元件（9）、静态测力板（10）、第二辅助支撑（11）和卧式加载机构（12）同轴安装。

3.如权利要求1所述的隔振元件横向机械阻抗测试装置，其特征在于：所述卧式加载机构（12）采用手动液压系统。