CN110487392A - 一种设备弹性安装时基座导纳测量的修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设备弹性安装时基座导纳测量的修正方法，给出了设备弹性安装在基座上时，测得的基座原点导纳的工程实用修正公式，通过剔除设备质量‑弹簧系统给基座安装点带来的附加阻抗，即可求得裸基座自身的原点阻抗，本发明推导出导纳测量结果与裸基座自身导纳的比值关系和修正公式，据此即可准确测试并掌握设备对基座的激励特性。本发明解决了工程条件下设备基座难以开展裸基座导纳测试的问题，据此即可在工程中设备已安装后开展基座导纳的准确测试，修正后的基座导纳可用于机械隔振设计、支承平台结构噪声评估等，提高了结构振动与声辐射设计、计算与控制的准确性。

Description

一种设备弹性安装时基座导纳测量的修正方法

技术领域

本发明涉及机械设备振动噪声控制技术领域，具体涉及一种设备弹性安装时基座导纳测量的修正方法。

背景技术

设备对其基座施加的激振力，是引发基座及其支承结构振动并向水下辐射噪声的主要因素，获取设备对其基座施加的激振力，是计算结构振动及其声辐射必不可少的输入数据。该激振力数据主要通过实验测量基座导纳(阻抗)和振动响应，间接计算来获取。其中基座导纳必须是设备安装在基座上之前，测量“裸”基座导纳才可用。

但在工程结构建造过程中，由于工期及协调配合等原因，通常难以在结构基座安装完成、设备尚未安装在基座上的档期，开展裸基座机械导纳的测量，只有在设备安装完成后才有可能测量其导纳并估算激振力。设备安装前后基座导纳测量结果的差异将严重影响后续隔振设计等对该数据的准确性要求，因此需要对此差异进行修正，从而获得准确的裸基座导纳数据供后续计算和设计使用。但是现有技术中并未提出对此差异进行修正的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种设备弹性安装时基座导纳测量的修正方法，该方法是一种设备安装在基座上时，基座导纳测量数据的修正方法，通过剔除设备质量-弹簧系统给基座安装点带来的附加阻抗，即可求得裸基座自身的原点阻抗。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种设备弹性安装时基座导纳测量的修正方法，包括步骤S1：在弹性隔振器与基座的接触点(隔振器安装位置)布置振动加速度传感器，并在传感器附近进行锤击或激振器激励，测得此种状态下的基座原点导纳H；步骤S2：通过下述工程修正公式(4)，计算得到修正后的基座原点导纳H₀：

式中，H为设备弹性安装在基座上时的基座原点导纳；H₀为裸基座原点导纳；参数τ表示质量-弹簧系统给基座安装点带来的附加阻抗，其中，j表示虚数，j²＝-1；ω为弹性隔振器的安装固有频率；k为弹性隔振器的动刚度；c为弹性隔振器的阻尼；m为设备质量。

上述方案中，所述工程修正公式(4)的推导方法如下：

1)将设备-隔振器-基座系统简化为集总参数系统，采用力－电类比的等效电路方法来研究设备安装时进行基座导纳测量的问题；

2)若不考虑阻尼，设备弹性安装前、后测量原点导纳，分别满足：

V₀＝H₀F₀

式中，H₀为裸基座原点导纳；F₀、V₀分别表示设备安装前测量基座导纳时，所施加的振动激励力及其响应速度；F表示导纳测量时激振器作用在基座上的振动激励力；V表示激振器激励引起的基座结构振动响应速度；H₃为隔振器下端原点导纳；H₃₂为隔振器下端至上端的传递导纳；

于是设备弹性安装时所测原点导纳与实际导纳之比为：

3)若考虑阻尼，设隔振器动刚度为k、阻尼为c、圆频率为ω，设备质量为m，则式(2)变形为：

由式(3)可知，当设备弹性安装在基座上测得基座原点导纳H后，可通过修正得到裸基座原点导纳准确值H₀，修正公式为：

本发明的有益效果在于：

本发明给出了设备弹性安装在基座上时，测得的基座原点导纳的工程实用修正公式，通过剔除设备质量-弹簧系统给基座安装点带来的附加阻抗，解决了工程条件下设备基座难以开展裸基座导纳测试的问题，据此即可在工程中设备已安装后开展基座导纳的准确测试，修正后的基座导纳可用于机械隔振设计、支承平台结构噪声评估等，提高了结构振动与声辐射设计、计算与控制的准确性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是设备弹性安装时系统受力分析图；

图2是设备弹性安装在基座上的力－电等效电路图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提出的设备弹性安装时基座导纳测量的修正方法，目的是在图1所示已弹性安装设备的基座上开展导纳准确测试，具体实施步骤如下：

第一步、在弹性隔振器与基座的接触点(隔振器安装位置)布置振动加速度传感器，并在传感器附近进行锤击或激振器激励，测得此种状态下的基座原点导纳H；

第二步、根据隔振器出厂说明书，确定其安装固有频率ω、动刚度k、阻尼c；

第三步、根据设备出厂说明书或铭牌确定设备的质量m；

第四步、将获取的以上参数代入工程修正公式(4)，计算得到修正后的基座原点导纳H₀。此基座原点导纳H₀即为未安装设备时基座自身的原点导纳。

所述工程修正公式(4)的推导方法如下：

将设备-隔振器-基座系统简化为集总参数系统，设备弹性安装在基座上的受力分析如图1所示，图中：

F：导纳测量时激振器作用在基座上的振动激励力；

F₂：基座与隔振器下端的相互作用力；

F₃：设备与隔振器上端的相互作用力；

a₀：隔振器下端的振动响应加速度；

a₃：隔振器上端的振动响应加速度。

采用力－电类比的等效电路方法来研究设备安装时进行基座导纳测量的问题，弹性安装的力－电等效电路如图2所示(导纳型类比)，图中：

F：导纳测量时激振器作用在基座上的振动激励力；

V：激振器激励引起的基座结构振动响应速度；

F’：基座结构振动导致与基座相连的隔振器受到的动态力；

H₀：基座自身的导纳(裸基座导纳)；

H₃：隔振器下端原点导纳；

H₃₂：隔振器下端至上端的传递导纳；

c：隔振器的阻尼系数。

若不考虑阻尼，设备弹性安装前、后测量原点导纳，分别满足：

V₀＝H₀F₀

式中，F₀、V₀分别表示设备安装前测量基座导纳时，所施加的振动激励力及其响应速度。

于是设备弹性安装时所测原点导纳与实际导纳之比为：

若考虑阻尼，设隔振器动刚度为k、阻尼为c、圆频率为ω，设备质量为m，则式(2)变形为：

式中，j表示虚数，j²＝-1。

由式(3)可知，当设备弹性安装在基座上测得基座原点导纳H后，可通过修正得到裸基座原点导纳准确值H₀，修正公式为：

由式(5)可知，参数τ实际就是质量-弹簧系统给基座安装点带来的附加阻抗。安装设备后测得的原点阻抗减去质量-弹簧系统带来的附加阻抗，即可求得基座自身的原点阻抗，这与结构动力修改法思路相吻合，证明了上述修正公式的正确性。

本发明简化基座导纳测量时的设备-基座系统，推导出导纳测量结果与裸基座自身导纳的比值关系，给出设备弹性安装在基座时，所测导纳与裸基座导纳准确值的修正公式，据此即可在工程中实现基座导纳(阻抗)准确测试并掌握设备对基座的激励特性。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种设备弹性安装时基座导纳测量的修正方法，包括步骤S1：在弹性隔振器与基座的接触点(隔振器安装位置)布置振动加速度传感器，并在传感器附近进行锤击或激振器激励，测得此种状态下的基座原点导纳H；其特征在于，还包括步骤S2：通过下述工程修正公式(4)，计算得到修正后的基座原点导纳H₀：

式中，H为设备弹性安装在基座上时的基座原点导纳；H₀为裸基座原点导纳；参数τ表示质量-弹簧系统给基座安装点带来的附加阻抗，其中，j表示虚数，j²＝-1；ω为弹性隔振器的安装固有频率；k为弹性隔振器的动刚度；c为弹性隔振器的阻尼；m为设备质量。