CN117191312A - 一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置及方法，属于船舶振动噪声测试技术领域。本发明解决了传统消声水池振动噪声测试中无法对水下结构进行灵活激励的问题。主支架通过若干第一绳索吊装在起重机吊钩下方，试验模型通过若干第二绳索吊装在主支架下方，移动支撑架跨设在主支架上且移动支撑架的两端分别通过第一螺栓与主支架固接，通过调节第一螺栓在主支架上的位置实现激振器沿水平方向的位置调节，激振器固装在固定支架的底部，通过开设在固定支架上的若干第一位置调节孔实现激振器沿消声水池深度方向的位置调节，角度盘平行搭设在移动支撑架上且角度盘与移动支撑架之间磁吸连接。通过角度盘可完成试验模型不同角度辐射噪声测试。

Description

一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置及方法，属于船舶振动噪声测试技术领域。

背景技术

消声水池进行振动噪声试验是掌握结构声振响应特性并实现结构振动噪声控制的重要依据，在消声水池进行试验可以减小背景噪声干扰，模拟无限广自然环境中的自由声场条件，最大限度降低试验误差。在消声水池进行结构振动噪声测试时通常需要通过激振器激励试验模型，由于试验环境限制，现有激振器固定装置模式较为单一，需要不断调整模型位置，从而改变激励测点，工作量大且极易造成模型损坏，无法做到灵活调整激励点；并且当激振器安装的高度和位置不准确时，不仅会导致试验数据不准确，还会对试验装置和模型造成损害。因此，如何根据试验模型吊装及测点需求，灵活改变激振器位置，设计一种简单、灵活、高效的用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置具有重要意义。

通过对现有技术的文献检索发现，与本发明有关的公开资料主要包括：1、一种激振器底座固定装置(专利号：202221468223.7)；2、一种激振器固定装置(专利号：202022193982.4)；3、一种活动式模态激振器固定装置(专利号：200420086169.5)。

通过对现有技术的文献检索发现，近年来，与本发明申请有关的公开资料主要包括：1、一种激振器底座固定装置(专利号：202221468223.7)；2、一种激振器固定装置(专利号：202022193982.4)；3、一种活动式模态激振器固定装置(专利号：200420086169.5)。

专利申请1公开了一种激振器底座固定装置，属于汽车的整车和动力总成的模态试验技术领域，解决了激振器移动和安装困难的问题；专利申请2公开了一种激振器固定装置，属于直升机试验设备领域，该装置具有可以在一定范围内自由调节激振器安装高度及角度的功能；上述两件专利申请与本发明的应用领域不同，所采用的具体结构也不同，因此存在很大的差异。专利申请3公开了一种活动式模态激振器支架固定装置，使原来只能在试验室进行的大型装备模态分析可以在外场进行，扩展了模态测试应用范围，与本发明在应用方向上存在较大差异。

发明内容

本发明是为了解决传统消声水池振动噪声测试中无法对水下结构进行灵活激励的问题，进而提供了一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置及方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，包括主支架、移动支撑架、固定支架、角度盘、若干第一绳索及若干第二绳索，其中，所述主支架通过若干第一绳索吊装在起重机吊钩下方，试验模型通过若干第二绳索吊装在主支架下方，所述移动支撑架跨设在主支架上且移动支撑架的两端分别通过第一螺栓与主支架固接，通过调节第一螺栓在主支架上的位置实现激振器沿水平方向的位置调节，激振器固装在固定支架的底部，试验模型与激振器之间通过激振杆固接，所述固定支架通过第二螺栓固装在移动支撑架上，且通过开设在固定支架上的若干第一位置调节孔实现激振器沿消声水池深度方向的位置调节，所述角度盘平行搭设在移动支撑架上且角度盘与移动支撑架之间磁吸连接。

进一步地，所述主支架为矩形框架结构，其包括两个平行设置的第一支架杆及两个平行设置的第二支架杆，其中每个第一支架杆的侧壁均开设有沿其长度方向布置的第二位置调节孔，第一螺栓对应穿装在第二位置调节孔内。

进一步地，所述第二位置调节孔为长孔。

进一步地，所述主支架上沿其周向均布有若干吊环，每个吊环的上部及下部分别开设有第一吊装孔及第二吊装孔，若干第一绳索及若干第二绳索对应通过若干第一吊装孔及若干第二吊装孔连接至主支架上。

进一步地，所述移动支撑架包括平行布置的两个支撑板及用于连接两个支撑板的连接板，每个支撑板的中部均沿其长度方向固设有两个耳板，所述第二螺栓的数量为四个，且对应通过四个耳板相对安装在两个支撑板上，每个支撑板的两端部均垂直且一体固设有端板，所述端板上开设有固定圆孔。

进一步地，两个第一支架杆均为空心管状结构，每个第一支架杆的上壁均沿其长度方向开设有第三位置调节孔，四个端板两两对应插装在两个第三位置调节孔内。

进一步地，所述固定支架包括包括呈矩阵布置的四个支架主体及固装在四个所述支架主体底端的固定底座，若干所述第一位置调节孔分别开设在四个所述支架主体上，且在每个所述支架主体上均竖向排列。

进一步地，所述固定支架上还设置有两组横杆，每组所述横杆均对应固装在两个所述支架主体之间。

进一步地，所述角度盘套设在所述移动支撑架的外部。

一种上述激振器固定装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、起重机通过起重机吊钩及第一绳索将主支架吊起，同时通过第二绳索将试验模型与主支架连接；

步骤二、组装固定支架、激振器和激振杆；

步骤三、根据试验模型的激励位置，调节固定支架在移动支撑架上的安装位置，以及移动支撑架在主支架上的安装位置；

步骤四、通过起重机将试验模型放入消声水池中，开启激振器，完成指定工况下的试验测试，待一组工况测试完成后，根据角度盘的刻度转动主支架，完成不同角度下的结构辐射噪声测试；

步骤五、根据试验要求更换试验模型激励点，重复步骤三至步骤四，从而实现激励位置的调整，以满足试验模型任意测点激励的要求。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明结构简单，易于操作，省时省力且牢固可靠，与现有技术相比，更适用于消声水池振动噪声试验测试的现场需要；

本发明的激振器固定装置可根据试验模型激励点，通过调整移动支撑架在主支架上的位置以及调整固定支架在移动支撑架上的位置，实现激振器沿水平方向及深度方向的位置调节，从而快速、灵活调整激振器激励位置，满足水池振动噪声测试从试验模型外部进行激励的条件；

测试过程中，需要通过布置水听器采集测试数据，通过角度盘的刻度转动装置，可在减少水听器布置数量的同时，完成试验模型不同角度辐射噪声测试，有效解决试验模型测试工况限制的难题。

角度盘与移动支撑架之间采用磁吸连接，便于角度盘的重复利用。

本发明的激振器固定装置为可拆卸结构，且拆卸操作简单，能够重复利用，即更换不同试验模型时可以使用同一激振器固定装置，为结构扰动噪声测试提供便利条件，对船舶振动噪声测试领域具有重要意义，具有较高的经济性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为主支架的立体结构示意图；

图3为移动支撑架的立体结构示意图；

图4为固定支架的立体结构示意图；

图5为角度盘的立体结构示意图。

图中：1、主支架；1-1、第一支架杆；1-11、第二位置调节孔；1-12、第三位置调节孔；1-2、第二支架杆；2、移动支撑架；2-1、支撑板；2-2、连接板；2-3、耳板；2-4、端板；2-41、固定圆孔；3、固定支架；3-1、第一位置调节孔；3-2、支架主体；3-3、固定底座；3-4、横杆；4、角度盘；5、第一绳索；6、第二绳索；7、起重机吊钩；8、试验模型；9、激振器；10、激振杆；11、吊环；11-1、第一吊装孔；11-2、第二吊装孔。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式，基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明关于“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所述的结构必须以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，包括主支架1、移动支撑架2、固定支架3、角度盘4、若干第一绳索5及若干第二绳索6，其中，所述主支架1通过若干第一绳索5吊装在起重机吊钩7下方，试验模型8通过若干第二绳索6吊装在主支架1下方，所述移动支撑架2跨设在主支架1上且移动支撑架2的两端分别通过第一螺栓与主支架1固接，通过调节第一螺栓在主支架1上的位置实现激振器9沿水平方向的位置调节，激振器9固装在固定支架3的底部，试验模型8与激振器9之间通过激振杆10固接，所述固定支架3通过第二螺栓固装在移动支撑架2上，且通过开设在固定支架3上的若干第一位置调节孔3-1实现激振器9沿消声水池深度方向的位置调节，所述角度盘4平行搭设在移动支撑架2上且角度盘4与移动支撑架2之间磁吸连接。

所述主支架1为圆环形框架结构或矩形框架结构，优选为矩形框架结构，便于吊装及定位。

第一绳索5及第二绳索6均可为钢丝绳、弹性绳或其它任意能够实现吊装的绳索，优选为钢丝绳，以保证吊装过程更牢靠。

激振器9通过第三螺栓与固定支座固接。所述激振杆10为螺纹杆。

本发明中，通过第二绳索6的作用，试验模型8与主支架1之间的位置是相对固定的。通过调节固定支架3在移动支撑架2上的安装位置，实现激振器9高度方向的位置调节，进而实现激振器9与试验模型8之间的位置调节；移动支撑架2在水平方向上的位移方向与试验模型8长度方向相同，通过调节移动支撑架2在水平方向的位置，实现激振器9水平方向的位置调节，进而实现试验模型8与激振器9之间的连接位置调节。

本发明的激振器固定装置可以实现对大型结构进行外部激励。

本发明结构简单，易于操作，省时省力且牢固可靠，与现有技术相比，更适用于消声水池振动噪声试验测试的现场需要；

本发明的激振器固定装置可根据试验模型8激励点，通过调整移动支撑架2在主支架1上的位置以及调整固定支架3在移动支撑架2上的位置，实现激振器9沿水平方向及深度方向的位置调节，从而快速、灵活调整激振器9激励位置，满足水池振动噪声测试从试验模型8外部进行激励的条件；

测试过程中，需要通过布置水听器采集测试数据，通过角度盘4的刻度转动装置，可在减少水听器布置数量的同时，完成试验模型8不同角度辐射噪声测试，有效解决试验模型8测试工况限制的难题。例如，需要测试试验模型在90度、180度、270度及360度测个方向的噪声，采用原有的激振器固定装置需要在试验模型8的90度、180度、270度及360度位置分别旋转水听器，即需要布置四个水听器。而采用本发明的激振器固定装置，可只在其中一个角度位置布置一个水听器，测试完一个角度位置的噪声后，只需通过起重机吊钩7吊装主架体，并通过角度盘4判断所转动角度，即可进行下一个角度位置的噪声测试。

本发明的激振器固定装置为可拆卸结构，且拆卸操作简单，能够重复利用，即更换不同试验模型8时可以使用同一激振器固定装置，为结构扰动噪声测试提供便利条件，对船舶振动噪声测试领域具有重要意义，具有较高的经济性。

所述主支架1为矩形框架结构，其包括两个平行设置的第一支架杆1-1及两个平行设置的第二支架杆1-2，其中每个第一支架杆1-1的侧壁均开设有沿其长度方向布置的第二位置调节孔1-11，第一螺栓对应穿装在第二位置调节孔1-11内。如此设计，通过调节第一螺栓在第二位置调节孔1-11内的位置，实现移动支撑架2沿第一支架杆1-1长度方向的位置调节。两个第一支架杆1-1的长度方向与试验模型8的长度方向相同。第一支架杆1-1与第二支架杆1-2之间优选通过焊接固定呈矩形框架结构。每个第一支架杆1-1上所开设的第二位置调节孔1-11的数量和位置，可以为开设在第一支架杆1-1一个侧壁上的一个，也可以为开设在第一支架杆1-1两个侧壁上且对称布置的两个，更便于第一螺栓的定位。

所述第二位置调节孔1-11为长孔。

所述主支架1上沿其周向均布有若干吊环11，每个吊环11的上部及下部分别开设有第一吊装孔11-1及第二吊装孔11-2，若干第一绳索5及若干第二绳索6对应通过若干第一吊装孔11-1及若干第二吊装孔11-2连接至主支架1上。如此设计，吊环11、第一绳索5及第二绳索6的数量均相同设置。优选为四个，分别布置在主支架1的四个转角位置。吊环11优选焊接于主支架1上。

所述移动支撑架2包括平行布置的两个支撑板2-1及用于连接两个支撑板2-1的连接板2-2，每个支撑板2-1的中部均沿其长度方向固设有两个耳板2-3，所述第二螺栓的数量为四个，且对应通过四个耳板2-3相对安装在两个支撑板2-1上，每个支撑板2-1的两端部均垂直且一体固设有端板2-4，所述端板2-4上开设有固定圆孔2-41。如此设计，连接板2-2与支撑板2-1之间采用焊接固定，优选两个连接板2-2相互平行设置。两个连接板2-2优选布置在两个支撑板2-1的两端部。根据试验模型8的测试需求，沿第一支架杆1-1长度方向，将移动支撑架2移动至试验模型8指定激励位置，即可通过第一螺栓及固定圆孔2-41与第一支架杆1-1连接。四个第二螺栓对应穿装在四个耳板2-3上。

两个第一支架杆1-1均为空心管状结构，每个第一支架杆1-1的上壁均沿其长度方向开设有第三位置调节孔1-12，四个端板2-4两两对应插装在两个第三位置调节孔1-12内。如此设计，通过采用空心管状结构，有效减轻装置整体重量。通过将端板2-4插装在第三位置调节孔1-12内，进一步保证装置连接稳固。第三位置调节孔1-12为长孔。具体的，第一支架杆可以为圆管结构，也可以为方管结构，优选为方管结构，有效减小结构占用面积。为了进一步保证第一支架杆1-1的强度，其还可以为杆状结构，第三位置调节孔1-12开设在其上表面且沿其长度方向布置。

所述固定支架3包括包括呈矩阵布置的四个支架主体3-2及固装在四个所述支架主体3-2底端的固定底座3-3，若干所述第一位置调节孔3-1分别开设在四个所述支架主体3-2上，且在每个所述支架主体3-2上均竖向排列。如此设计，四个支架主体3-2两两对应安装在两个支撑板2-1上，且通过竖向排列的若干第一位置调节孔3-1实现固定支架3高度位置的调节。第一位置调节孔3-1可以为通孔，也可以为螺纹孔，当其为通孔时，通过螺母辅助固定位置；当其为螺纹孔时，可直接通过旋拧第二螺栓实现位置固定。每个支架主体3-2均为矩形管状结构，第一位置调节孔3-1穿透开设有其相对的两个侧壁上。通过将支架主体3-2设置为矩形管状结构，有效减轻固定支架3整体的重量。每个支架主体3-2上靠近固定底座3-3的一端部还可设置为角钢结构，进一步减轻固定支架3整体的重量。固定底座3-3上开设有若干螺栓孔，用于安装激振器9，螺栓孔的数量优选为四个。固定底座3-3与支架主体3-2之间优选焊接固定。

所述固定支架3上还设置有两组横杆3-4，每组所述横杆3-4均对应固装在两个所述支架主体3-2之间。如此设计，通过两组横杆3-4充当扶手，便于调节固定支架3的高度，进而调节激振器9的高度。两组横杆3-4优选对称布置，其中一组横杆3-4固装在两个相邻的支架主体3-2之间，另一组横杆3-4固装在其余两个相邻的支架主体3-2之间。每组横杆3-4优选竖向排列，便于持握。

所述角度盘4套设在所述移动支撑架2的外部。

一种上述激振器固定装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、起重机通过起重机吊钩7及第一绳索5将主支架1吊起，同时通过第二绳索6将试验模型8与主支架1连接；

步骤二、组装固定支架3、激振器9和激振杆10；

步骤三、根据试验模型8的激励位置，调节固定支架3在移动支撑架2上的安装位置，以及移动支撑架2在主支架1上的安装位置；然后将固定支架3与移动支撑架2固定连接，将移动支撑架2与主支架1固定连接。

步骤四、通过起重机将试验模型8放入消声水池中，开启激振器9，完成指定工况下的试验测试，待一组工况测试完成后，根据角度盘4的刻度转动主支架1，完成不同角度下的结构辐射噪声测试；解决了因水听器周向布置数量有限导致的试验模型8测试工况限制的难题。

步骤五、根据试验要求更换试验模型8激励点，重复步骤三至步骤四，从而实现激励位置的调整，以满足试验模型8任意测点激励的要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：包括主支架(1)、移动支撑架(2)、固定支架(3)、角度盘(4)、若干第一绳索(5)及若干第二绳索(6)，其中，所述主支架(1)通过若干第一绳索(5)吊装在起重机吊钩(7)下方，试验模型(8)通过若干第二绳索(6)吊装在主支架(1)下方，所述移动支撑架(2)跨设在主支架(1)上且移动支撑架(2)的两端分别通过第一螺栓与主支架(1)固接，通过调节第一螺栓在主支架(1)上的位置实现激振器(9)沿水平方向的位置调节，激振器(9)固装在固定支架(3)的底部，试验模型(8)与激振器(9)之间通过激振杆(10)固接，所述固定支架(3)通过第二螺栓固装在移动支撑架(2)上，且通过开设在固定支架(3)上的若干第一位置调节孔(3-1)实现激振器(9)沿消声水池深度方向的位置调节，所述角度盘(4)平行搭设在移动支撑架(2)上且角度盘(4)与移动支撑架(2)之间磁吸连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：所述主支架(1)为矩形框架结构，其包括两个平行设置的第一支架杆(1-1)及两个平行设置的第二支架杆(1-2)，其中每个第一支架杆(1-1)的个侧壁均开设有沿其长度方向布置的第二位置调节孔(1-11)，第一螺栓对应穿装在第二位置调节孔(1-11)内。

3.根据权利要求2所述的一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：所述第二位置调节孔(1-11)为长孔。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：所述主支架(1)上沿其周向均布有若干吊环(11)，每个吊环(11)的上部及下部分别开设有第一吊装孔(11-1)及第二吊装孔(11-2)，若干第一绳索(5)及若干第二绳索(6)对应通过若干第一吊装孔(11-1)及若干第二吊装孔(11-2)连接至主支架(1)上。

5.根据权利要求2所述的一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：所述移动支撑架(2)包括平行布置的两个支撑板(2-1)及用于连接两个支撑板(2-1)的连接板(2-2)，每个支撑板(2-1)的中部均沿其长度方向固设有两个耳板(2-3)，所述第二螺栓的数量为四个，且对应通过四个耳板(2-3)相对安装在两个支撑板(2-1)上，每个支撑板(2-1)的两端部均垂直且一体固设有端板(2-4)，所述端板(2-4)上开设有固定圆孔(2-41)。

6.根据权利要求5所述的一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：两个第一支架杆(1-1)均为空心管状结构，每个第一支架杆(1-1)的上壁均沿其长度方向开设有第三位置调节孔(1-12)，四个端板(2-4)两两对应插装在两个第三位置调节孔(1-12)内。

7.根据权利要求1所述的一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：所述固定支架(3)包括包括呈矩阵布置的四个支架主体(3-2)及固装在四个所述支架主体(3-2)底端的固定底座(3-3)，若干所述第一位置调节孔(3-1)分别开设在四个所述支架主体(3-2)上，且在每个所述支架主体(3-2)上均竖向排列。

8.根据权利要求7所述的一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：所述固定支架(3)上还设置有两组横杆(3-4)，每组所述横杆(3-4)均对应固装在两个所述支架主体(3-2)之间。

9.根据权利要求1所述的一种用于消声水池振动噪声测试的激振器固定装置，其特征在于：所述角度盘(4)套设在所述移动支撑架(2)的外部。

10.一种上述权利要求1～9中任一权利要求所述激振器固定装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、起重机通过起重机吊钩(7)及第一绳索(5)将主支架(1)吊起，同时通过第二绳索(6)将试验模型(8)与主支架(1)连接；

步骤二、组装固定支架(3)、激振器(9)和激振杆(10)；

步骤三、根据试验模型(8)的激励位置，调节固定支架(3)在移动支撑架(2)上的安装位置，以及移动支撑架(2)在主支架(1)上的安装位置；

步骤四、通过起重机将试验模型(8)放入消声水池中，开启激振器(9)，完成指定工况下的试验测试，待一组工况测试完成后，根据角度盘(4)的刻度转动主支架(1)，完成不同角度下的结构辐射噪声测试；

步骤五、根据试验要求更换试验模型(8)激励点，重复步骤三至步骤四，从而实现激励位置的调整，以满足试验模型(8)任意测点激励的要求。