全面闡述機(jī)械設(shè)備的噪聲振動激勵特性,包括其發(fā)送噪聲振動能量的能力、不同條件下的力輸出特性,以及與安裝基座的耦合特性等,對振動能量的傳遞以及振動聲輻射等領(lǐng)域的研究有著重要價值。這些研究可以為噪聲振動研究的其它課題提供初始激勵數(shù)據(jù),是其它研究的基礎(chǔ)。另一方面,有了噪聲振動源特性數(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)備噪聲振動大小的順序,便于優(yōu)先選擇急需進(jìn)行噪聲振動控制的設(shè)備實施控制措施�？傊�,對艦艇機(jī)械設(shè)備噪聲振動源特性進(jìn)行研究,是艦船聲學(xué)設(shè)計工程實踐的迫切需要,對艦船噪聲振動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)備激勵特性的描述體系,對多個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)行了功率流實驗測試研究,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。實驗驗證了功率流測試計算方法的準(zhǔn)確性并具有工程應(yīng)用可行性,指出工程應(yīng)用中互譜計算方法優(yōu)于自譜方法;指出可利用隔振器阻抗特性計算功率流衰減值作為工程上評價隔振效果的參數(shù),也可用輸入基座的功率流作為設(shè)備振動限值參數(shù)。 在激勵力測量與估算方面,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的計算方法,指出直接測量方法在實際應(yīng)用時存在的諸多問題,建議僅在實驗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施規(guī)則,編寫了可用于工程實踐的測量程序,并做了多次實驗以檢驗、改進(jìn)測量估算方法。實驗證明,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。實驗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)測點的先驗判據(jù)并證明了其可行性。該先驗判據(jù)規(guī)范了測點的選取和組合,減小了測點布置的隨意性導(dǎo)致的誤差。先驗判據(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判據(jù),實驗證明了該后驗判據(jù)具有工程實用性,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)備與基座單點接觸和多點接觸、剛性和彈性安裝方式下,基座點導(dǎo)納與傳遞導(dǎo)納測試受設(shè)備靜載荷影響引起的誤差,解決了工程上的實際困難。認(rèn)為工程上設(shè)備剛性安裝時,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)納來近似真實的基座導(dǎo)納。設(shè)備彈性安裝時對基座導(dǎo)納測量的影響在工程應(yīng)用中總可以忽略不計。實驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性。 在不同安裝環(huán)境下激勵特性的轉(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)了簡單實用的力和速度轉(zhuǎn)換關(guān)系,對單點單激勵和多點多自由度激勵獲得了不同的計算公式。對多點彈性安裝方式的理論推導(dǎo)過程中,對多個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)備振動激勵特性研究進(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
    3.4 設(shè)備剛性安裝功率流試驗
    3.5 本章小結(jié)
4 激勵力直接測量方法
    4.1 測量原理
    4.2 修正量α的確定
    4.3 實際測量中的注意事項
    4.4 本章小結(jié)
5 激勵力間接估算方法
    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 單點連接狀態(tài)
    6.2 多點安裝狀態(tài)
    6.3 本章小結(jié)
7 不同安裝環(huán)境下機(jī)械設(shè)備激勵特性的轉(zhuǎn)換關(guān)系
    7.1 單點單激勵分量狀態(tài)
    7.2 多點多激勵狀態(tài)
    7.3 利用有效導(dǎo)納概念進(jìn)行激勵力估算的方法
    7.4 引俄資料中設(shè)備激勵特性轉(zhuǎn)換關(guān)系的計算方法
    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目

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 謝志勇;周其斗;呂曉軍;;基于聲音與振動工具包的振動測量分析[J];四川兵工學(xué)報;2012年05期

2 龐福振;姚熊亮;繆旭弘;賈地;;設(shè)備對船體結(jié)構(gòu)的激勵力及其應(yīng)用研究[J];工程力學(xué);2012年07期

3 阮竹青;彭偉才;劉彥;張俊杰;;基于有效點導(dǎo)納的機(jī)械設(shè)備激勵特性的轉(zhuǎn)換關(guān)系研究[J];中國艦船研究;2011年06期

4 張繼明;彭偉才;劉彥;汪浩;邵漢林;;彈性安裝設(shè)備等效總激勵力的計算方法研究[J];中國艦船研究;2011年06期

5 侯磊;張繼明;;基于TPA的管路振動貢獻(xiàn)量分析[J];中國艦船研究;2012年01期

6 張磊;曹躍云;楊自春;何元安;;運行工況下艦船振動-聲傳遞路徑分析及試驗[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年02期

7 李學(xué)軍;楊大煉;郭燈塔;蔣玲莉;;基于基座多傳感核主元分析的故障診斷[J];儀器儀表學(xué)報;2011年07期

8 羅君杰;龍新華;孟光;;基于實驗?zāi)B(tài)分析的渦輪增壓器壓縮端振動響應(yīng)分析[J];噪聲與振動控制;2010年05期

9 胡寅寅;率志君;李玩幽;劉志剛;;設(shè)備載荷識別與激勵源特性的研究現(xiàn)狀[J];噪聲與振動控制;2011年04期

10 王雪仁;繆旭弘;原春暉;賈地;錢德進(jìn);;船舶設(shè)備激勵源載荷轉(zhuǎn)換方法及應(yīng)用[J];噪聲與振動控制;2013年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 仲元昌;基于智能傳感器陣列的大型風(fēng)洞機(jī)組振動監(jiān)測研究[D];重慶大學(xué);2011年

2 李銳;基于磁流變液懸置的發(fā)動機(jī)隔振方法與試驗研究[D];重慶大學(xué);2009年

3 龐福振;船舶結(jié)構(gòu)噪聲截斷模型數(shù)值預(yù)報方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

4 陳世嵬;基于磁流變懸置的發(fā)動機(jī)主動隔振研究[D];重慶大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 谷巍;基于統(tǒng)計能量分析的雙層隔振系統(tǒng)性能研究[D];華中科技大學(xué);2011年

2 胡寅寅;基于頻域最小二乘的載荷識別方法與應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

3 張思遠(yuǎn);激振力的板型力傳感器測試方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

4 張繼明;浮筏隔振系統(tǒng)噪聲源分離方法研究[D];中國艦船研究院;2012年

本文編號：2848257