全面闡述機(jī)械設(shè)備的噪聲振動(dòng)激勵(lì)特性,包括其發(fā)送噪聲振動(dòng)能量的能力、不同條件下的力輸出特性,以及與安裝基座的耦合特性等,對振動(dòng)能量的傳遞以及振動(dòng)聲輻射等領(lǐng)域的研究有著重要價(jià)值。這些研究可以為噪聲振動(dòng)研究的其它課題提供初始激勵(lì)數(shù)據(jù),是其它研究的基礎(chǔ)。另一方面,有了噪聲振動(dòng)源特性數(shù)據(jù)并了解其對輻射噪聲的貢獻(xiàn)后,就可以確定各機(jī)械設(shè)備噪聲振動(dòng)大小的順序,便于優(yōu)先選擇急需進(jìn)行噪聲振動(dòng)控制的設(shè)備實(shí)施控制措施�？傊�,對艦艇機(jī)械設(shè)備噪聲振動(dòng)源特性進(jìn)行研究,是艦船聲學(xué)設(shè)計(jì)工程實(shí)踐的迫切需要,對艦船噪聲振動(dòng)控制將起到積極的促進(jìn)作用。 本文首先闡述了機(jī)械設(shè)備激勵(lì)特性的描述體系,對多個(gè)路徑的多種描述參數(shù)進(jìn)行了比較分析,并闡述了它們之間的關(guān)系。爾后,針對目前國內(nèi)缺乏設(shè)備激振力、輸出能量流的測量規(guī)范問題,以及工程上存在不同安裝環(huán)境下源特性的轉(zhuǎn)換、現(xiàn)場基座導(dǎo)納測試?yán)щy等難題,研究了相應(yīng)的測試或計(jì)算方法。 在設(shè)備輸出到基座的功率流測試方面,針對彈性和剛性安裝的設(shè)備分別進(jìn)行了功率流實(shí)驗(yàn)測試研究,將互譜法、自譜法測得的功率流與直接測量得到的功率流進(jìn)行了比較分析。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了功率流測試計(jì)算方法的準(zhǔn)確性并具有工程應(yīng)用可行性,指出工程應(yīng)用中互譜計(jì)算方法優(yōu)于自譜方法;指出可利用隔振器阻抗特性計(jì)算功率流衰減值作為工程上評價(jià)隔振效果的參數(shù),也可用輸入基座的功率流作為設(shè)備振動(dòng)限值參數(shù)。 在激勵(lì)力測量與估算方面,首先對力傳感器直接測試方法進(jìn)行了評述,推導(dǎo)了螺栓傳遞力修正量α的計(jì)算方法,指出直接測量方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在的諸多問題,建議僅在實(shí)驗(yàn)室采用直接方法測試設(shè)備激振力。為了尋找工程上可行的激振力測試方法,文中研究了基于隔振器阻抗特性、基于基座導(dǎo)納特性兩種設(shè)備激振力間接估算方法和實(shí)施規(guī)則,編寫了可用于工程實(shí)踐的測量程序,并做了多次實(shí)驗(yàn)以檢驗(yàn)、改進(jìn)測量估算方法。實(shí)驗(yàn)證明,激振力間接估算方法的準(zhǔn)確度滿足工程要求并具有可行性,可在工程中代替直接測力法應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)還證明了間接算法的病態(tài)問題總是在基座模態(tài)頻率處更為突出,導(dǎo)致估算誤差在模態(tài)頻率處顯著增大,而奇異值分解技術(shù)對改善病態(tài)程度的頗為有效。文中提出了利用條件數(shù)的倒數(shù)作為選擇響應(yīng)測點(diǎn)的先驗(yàn)判據(jù)并證明了其可行性。該先驗(yàn)判據(jù)規(guī)范了測點(diǎn)的選取和組合,減小了測點(diǎn)布置的隨意性導(dǎo)致的誤差。先驗(yàn)判據(jù)的應(yīng)用還改善了間接算法無法預(yù)先控制病態(tài)誤差的問題,避免了重復(fù)測量、降低了工作量,為間接估算方法在工程中的廣泛應(yīng)用提供了可能性。文中提出了應(yīng)用歸一化殘差作為估算誤差的后驗(yàn)判據(jù),實(shí)驗(yàn)證明了該后驗(yàn)判據(jù)具有工程實(shí)用性,可通過響應(yīng)殘差的控制來有效保障估算結(jié)果的準(zhǔn)確度。文中還指出提高測試信噪比是減小間接法估算誤差的首要措施。 為解決工程上設(shè)備已經(jīng)安裝在基座上時(shí)難以進(jìn)行基座導(dǎo)納測試的難題,文中研究了設(shè)備安裝對基座導(dǎo)納測試的影響,理論推導(dǎo)了設(shè)備與基座單點(diǎn)接觸和多點(diǎn)接觸、剛性和彈性安裝方式下,基座點(diǎn)導(dǎo)納與傳遞導(dǎo)納測試受設(shè)備靜載荷影響引起的誤差,解決了工程上的實(shí)際困難。認(rèn)為工程上設(shè)備剛性安裝時(shí),只要設(shè)備安裝機(jī)腳的導(dǎo)納遠(yuǎn)大于基座導(dǎo)納,則可在不卸下設(shè)備的狀態(tài)下測量基座導(dǎo)納來近似真實(shí)的基座導(dǎo)納。設(shè)備彈性安裝時(shí)對基座導(dǎo)納測量的影響在工程應(yīng)用中總可以忽略不計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。 在不同安裝環(huán)境下激勵(lì)特性的轉(zhuǎn)換關(guān)系方面,以設(shè)備機(jī)腳自由振速為橋梁,針對剛性、彈性安裝方式,推導(dǎo)了簡單實(shí)用的力和速度轉(zhuǎn)換關(guān)系,對單點(diǎn)單激勵(lì)和多點(diǎn)多自由度激勵(lì)獲得了不同的計(jì)算公式。對多點(diǎn)彈性安裝方式的理論推導(dǎo)過程中,對多個(gè)隔振器采用集總參數(shù)進(jìn)行了簡化。文中還簡述了俄羅斯資料在此問題上的不同處理方法。 文中最后闡述了自由振速(Free Velocity)的測量方法,重點(diǎn)描述了自由振速測量與通常的加速度、速度測量的差異,表現(xiàn)在測試條件、有效頻率范圍、設(shè)備安裝要求、隔振器選型以及測點(diǎn)布置等方面,都相對有更高的要求。文中建議利用自由振速作為艦船設(shè)備振動(dòng)特性出廠檢測的考核參數(shù)。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TB533.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 設(shè)備振動(dòng)激勵(lì)特性研究進(jìn)展
    1.3 本文研究工作的主要內(nèi)容
2 機(jī)械設(shè)備激勵(lì)特性的描述方法
3 功率流測量方法
    3.1 測量原理
    3.2 彈性安裝的設(shè)備輸入其支撐結(jié)構(gòu)的功率流
    3.3 設(shè)備彈性安裝功率流試驗(yàn)
    3.4 設(shè)備剛性安裝功率流試驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
4 激勵(lì)力直接測量方法
    4.1 測量原理
    4.2 修正量α的確定
    4.3 實(shí)際測量中的注意事項(xiàng)
    4.4 本章小結(jié)
5 激勵(lì)力間接估算方法
    5.1 基于隔振器特性和設(shè)備響應(yīng)的估算方法
    5.2 基于基座特性及基座響應(yīng)的估算方法
    5.3 本章總結(jié)
6 設(shè)備安裝對基座導(dǎo)納測量的影響
    6.1 單點(diǎn)連接狀態(tài)
    6.2 多點(diǎn)安裝狀態(tài)
    6.3 本章小結(jié)
7 不同安裝環(huán)境下機(jī)械設(shè)備激勵(lì)特性的轉(zhuǎn)換關(guān)系
    7.1 單點(diǎn)單激勵(lì)分量狀態(tài)
    7.2 多點(diǎn)多激勵(lì)狀態(tài)
    7.3 利用有效導(dǎo)納概念進(jìn)行激勵(lì)力估算的方法
    7.4 引俄資料中設(shè)備激勵(lì)特性轉(zhuǎn)換關(guān)系的計(jì)算方法
    7.5 本章小結(jié)
8 機(jī)械設(shè)備自由振速測量方法
    8.1 下限頻率f1 的確定方法
    8.2 上限頻率f2 的確定方法
    8.3 設(shè)備與周圍結(jié)構(gòu)的連接要求
    8.4 試驗(yàn)環(huán)境和背景噪聲
    8.5 隔振器和基礎(chǔ)
    8.6 加速度傳感器布點(diǎn)位置和方向
    8.7 設(shè)備測量工況
    8.8 電信號加、減儀器
    8.9 測量過程
    8.10 速度級的計(jì)算
    8.11 本章小結(jié)
9 全文總結(jié)
    9.1 本文取得的成果
    9.2 有待進(jìn)一步研究的問題
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間完成的工作項(xiàng)目

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號：2848257