CN210923325U - 一种声载-静载联合试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于微穿孔声衬试验领域，特别涉及一种声载‑静载联合试验装置。包括：高声强行波管、传声器、抽真空机械组件以及控制系统。所述高声强行波管包括依次连接的第一扩散段、试验段、第二扩散段以及消声段，所述第一扩散段与电动气流扬声器相连，所述试验段的侧壁上开设有第一安装口和第二安装口；所述传声器安装在所述试验段的第一安装口上；所述抽真空机械组件安装在所述试验段的第二安装口上，所述抽真空机械组件包括真空舱，所述真空舱分别与真空计和真空泵连接；所述控制系统根据所述传声器的测量数据控制所述电动气流扬声器，以及所述控制系统根据所述真空计的测量数据控制所述真空泵。本申请载荷可控、结构简单、方便操作。

Description

一种声载-静载联合试验装置

技术领域

本申请属于微穿孔声衬试验领域，特别涉及一种声载-静载联合试验装置。

背景技术

微穿孔声衬是一种由微穿孔受声面板、蜂窝芯、无孔面板组成的消声结构。微穿孔声衬通常铺设于发动机短舱外涵道内壁面，用于降低发动机工作噪声。发动机外涵道声衬除了要实现较大频率范围的消声效果，还应该能在服役环境的压力、温度以及高强噪声作用下长时工作。因此，微穿孔声衬完成设计后不仅需要进行消声效果验证，还需要在气动力和高声强噪声联合作用下的开展疲劳试验，为微穿孔声衬设计提供指导。

现有技术中，联合试验装置通过空气压缩机、压力控制系统、多个气流管道等组成的正压组件安装在试验段内侧壁，对试验件进行正压加载；通过空气压缩机、密闭气室组成的负压组件安装于试验件非受声面外侧，对试验件进行负压加载。尽管该装置可以实现试验件上下面板的静压加载，但是不适用于微穿孔板的气动压力加载。原因有以下几个方面：第一，通过气管对试验件进行喷气，不能实现非穿孔面压力的均匀加载；第二，实际加载到试验表面的气动压力不可测量，使得试验加载存在一定误差；第三，提供正压的气流管路长期处于高声强环境中，可能会发生声疲劳破坏。另外，现有技术中进行均布静力加载时，通常使用气囊和者胶布带分别实现均布正压和均布负压加载，气囊加载正压会与噪声载荷加载相互干扰，胶布带加载负压会改变试验对象的固有特性。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种声载-静载联合试验装置，以解决现有技术中存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种声载-静载联合试验装置，包括：

高声强行波管，所述高声强行波管包括依次连接的第一扩散段、试验段、第二扩散段以及消声段，所述第一扩散段与电动气流扬声器相连，所述试验段的侧壁上开设有第一安装口和第二安装口；

传声器，所述传声器安装在所述试验段的第一安装口上；

抽真空机械组件，所述抽真空机械组件安装在所述试验段的第二安装口上，所述抽真空机械组件包括真空舱，所述真空舱分别与真空计和真空泵连接；

控制系统，所述控制系统根据所述传声器的测量数据控制所述电动气流扬声器，以及所述控制系统根据所述真空计的测量数据控制所述真空泵。

可选地，所述传声器的测量数据通过电荷放大器反馈给所述控制系统。

可选地，所述控制系统通过功率放大器控制所述电动气流扬声器。

可选地，所述抽真空机械组件包括行波管连接板、试验件、真空舱盖板，其中，

所述行波管连接板通过螺栓与所述试验段的侧壁连接，所述行波管连接板内侧设置有所述真空舱；

所述试验件通过试验件压框安装在所述真空舱中；

所述真空舱盖板固定在所述行波管连接板的外侧，所述真空舱盖板上开设有真空计接口和真空泵接口，所述真空计接口用于连接所述真空计，所述真空泵接口用于连接所述真空泵。

可选地，所述行波管连接板上开设有减重板安装槽，所述减重板安装槽中通过螺钉安装有减重板，所述减重板与所述试验段的管壁厚度相同。

可选地，所述减重板的材料采用尼龙。

可选地，所述行波管连接板与所述真空舱盖板之间设置有密封垫。

可选地，所述抽真空机械组件还包括容差垫，所述容差垫设置在所述行波管连接板与所述试验件之间。

可选地，所述试验件为微穿孔声衬，所述试验件的有孔面朝向所述高声强行波管内侧，所述试验件的无孔面朝向所述抽真空机械组件。

可选地，所述抽真空机械组件还包括加热装置，所述加热装置设置在所述真空舱中。

实用新型至少存在以下有益技术效果：

本申请的声载-静载联合试验装置，对于单面穿孔板类试验件，有孔面一侧所受的正压可以等效为无孔面一侧负压加载，通过真空机械组件实现均布的气动静压加载，即不与声载荷相互干扰，也不会引入附加质量，具有载荷可控、结构简单、方便操作等技术特点。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的声载-静载联合试验装置示意图；

图2是本申请一个实施方式的声载-静载联合试验装置的抽真空机械组件剖视图；

图3是本申请一个实施方式的声载-静载联合试验装置的抽真空机械组件主视图；

图4是图3的一个实施方式的A-A视图；

图5是图4的局部放大图；

图6是图3的另一实施方式的A-A视图；

图7是图6的局部放大图。

其中：

1-高声强行波管；11-电动气流扬声器；12-第一扩散段；13-试验段；14-第二扩散段；15-消声段；2-抽真空机械组件；21-行波管连接板；22-减重板；23-试验件；24-试验件压框；25-真空舱盖板；26-真空计接口；27-真空泵接口；28-密封垫；29-容差垫；3-真空计；4-真空泵；5-控制系统；6-上位机；7-功率放大器；8-电荷放大器；9-传声器。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图7对本申请做进一步详细说明。

本申请提供了一种声载-静载联合试验装置，包括：高声强行波管1、传声器9、抽真空机械组件2以及控制系统5。

具体的，高声强行波管1能够提供噪声载荷，根据试验件外形可以是方形截面也可以是圆形截面，高声强行波管1包括依次连接的第一扩散段12、试验段13、第二扩散段14以及消声段15，第一扩散段12与电动气流扬声器11相连，第二扩散段14可以与另一试验段相连再与消声段15相连，或者直接与消声段15相连，试验段13的侧壁上开设有第一安装口和第二安装口；传声器9安装在试验段13的第一安装口上；抽真空机械组件2用于给试验件施加均布气动力载荷，抽真空机械组件2安装在试验段13的第二安装口上，抽真空机械组件2包括真空舱，真空舱分别与真空计3和真空泵4连接；控制系统5包括上位机6，用于控制噪声载荷和气动压力载荷，控制系统5根据传声器9的测量数据控制电动气流扬声器11，以及控制系统5根据真空计3的测量数据控制真空泵4。

在本申请的一个实施方式中，传声器9的测量数据通过电荷放大器8反馈给控制系统5，控制系统5通过功率放大器7控制电动气流扬声器11，从而实现闭环控制试验件所受的噪声载荷。

在本申请的一个实施方式中，抽真空机械组件2包括行波管连接板21、试验件23、真空舱盖板25，其中，行波管连接板21通过螺栓与试验段13的侧壁连接，行波管连接板21内侧设置有真空舱；试验件23通过试验件压框24安装在真空舱中；真空舱盖板25固定在行波管连接板21的外侧，真空舱盖板25上开设有真空计接口26和真空泵接口27。真空计接口26用于连接真空计3，真空计3用于测量真空舱内压力参数，并将数据反馈给的控制系统5，根据真空计3测量的压力参数以及当地大气压力，可以计算得到实际加载到试验件23的均布力，真空计3可以选择其他压力变送器为测压手段。真空泵接口27通过三通转接头与真空泵4连接，三通转接头两侧设计手阀，用于控制抽气和进气速度，真空泵4用于给真空舱抽气，由控制系统5控制真空泵4开启和关闭，从而实现闭环控制试验件所受的气动压力载荷。

有利的是，本实施例中，行波管连接板21上开设有减重板安装槽，整体呈“回”字形，减重板安装槽中通过螺钉安装有减重板22，减重板22与试验段13的管壁厚度相同，确保试验区域内壁尽量平整。减重板22的材料采用尼龙或其他轻质材料。

有利的是，本实施例中，行波管连接板21与真空舱盖板25之间设置有密封垫28，用于真空密封。行波管连接板21与试验件23之间设计了“回”字形密封槽，通过O型密封圈进行真空密封。

本实施例中，试验件23可以是微穿孔声衬或类似单侧开孔结构，试验件23的有孔面朝向高声强行波管1内侧，试验件23的无孔面朝向抽真空机械组件2。试验件压框24用于夹持试验件23，通过螺钉固定在行波管连接板21内侧面，同时试验件压框24的压条高度为1～3mm，尽量保证安装后试验段13内侧平整。

本申请的声载-静载联合试验装置，通过抽真空机械组件2与真空计3、真空泵4、控制系统5、上位机6等设备一起实现对试验件23单侧的负压加载，对于单面穿孔板类试验件23，在有孔面一侧的正压加载，可以等效为在无孔面一侧进行负压加载。

本申请的声载-静载联合试验装置，抽真空机械组件2还可以包括容差垫29，容差垫29设置在行波管连接板21与试验件23之间，用于适应相同平面尺寸、不同厚度的试验件23，而不用更换其他部件，有效地提高了结构效率，节约了试验成本。可以理解的是，试验件23还可以为曲面，对应地修改抽真空机械组件2安装边界即可。

本申请的声载-静载联合试验装置，抽真空机械组件2还可以包括设置在真空舱中的加热装置，加热装置如石英灯等辐射加载装置，可以开展高温、气动力、噪声等多种载荷的联合试验。

本申请的声载-静载联合试验装置，可针对微穿孔声衬等单面穿孔类试验件开展噪声和气动力联合作用下的耐久性试验，对于单面穿孔板类试验件，有孔面一侧所受的正压可以等效为无孔面一侧负压加载，通过真空机械组件实现均布的气动静压加载，即不与声载荷相互干扰，也不会引入附加质量，具有载荷可控、结构简单、方便操作等技术特点。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种声载-静载联合试验装置，其特征在于，包括：

高声强行波管(1)，所述高声强行波管(1)包括依次连接的第一扩散段(12)、试验段(13)、第二扩散段(14)以及消声段(15)，所述第一扩散段(12)与电动气流扬声器(11)相连，所述试验段(13)的侧壁上开设有第一安装口和第二安装口；

传声器(9)，所述传声器(9)安装在所述试验段(13)的第一安装口上；

抽真空机械组件(2)，所述抽真空机械组件(2)安装在所述试验段(13)的第二安装口上，所述抽真空机械组件(2)包括真空舱，所述真空舱分别与真空计(3)和真空泵(4)连接；

控制系统(5)，所述控制系统(5)根据所述传声器(9)的测量数据控制所述电动气流扬声器(11)，以及所述控制系统(5)根据所述真空计(3)的测量数据控制所述真空泵(4)。

2.根据权利要求1所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述传声器(9)的测量数据通过电荷放大器(8)反馈给所述控制系统(5)。

3.根据权利要求2所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述控制系统(5)通过功率放大器(7)控制所述电动气流扬声器(11)。

4.根据权利要求1所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述抽真空机械组件(2)包括行波管连接板(21)、试验件(23)、真空舱盖板(25)，其中，

所述行波管连接板(21)通过螺栓与所述试验段(13)的侧壁连接，所述行波管连接板(21)内侧设置有所述真空舱；

所述试验件(23)通过试验件压框(24)安装在所述真空舱中；

所述真空舱盖板(25)固定在所述行波管连接板(21)的外侧，所述真空舱盖板(25)上开设有真空计接口(26)和真空泵接口(27)，所述真空计接口(26)用于连接所述真空计(3)，所述真空泵接口(27)用于连接所述真空泵(4)。

5.根据权利要求4所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述行波管连接板(21)上开设有减重板安装槽，所述减重板安装槽中通过螺钉安装有减重板(22)，所述减重板(22)与所述试验段(13)的管壁厚度相同。

6.根据权利要求5所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述减重板(22)的材料采用尼龙。

7.根据权利要求4所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述行波管连接板(21)与所述真空舱盖板(25)之间设置有密封垫(28)。

8.根据权利要求4所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述抽真空机械组件(2)还包括容差垫(29)，所述容差垫(29)设置在所述行波管连接板(21)与所述试验件(23)之间。

9.根据权利要求4所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述试验件(23)为微穿孔声衬，所述试验件(23)的有孔面朝向所述高声强行波管(1)内侧，所述试验件(23)的无孔面朝向所述抽真空机械组件(2)。

10.根据权利要求4所述的声载-静载联合试验装置，其特征在于，所述抽真空机械组件(2)还包括加热装置，所述加热装置设置在所述真空舱中。

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