[发明专利]不平衡激励力及不平衡弯矩联合作用时设备对船体激励载荷的间接测量方法

权利要求书

1.不平衡激励力及不平衡弯矩联合作用时设备对船体激励载荷的间接测量方法，其特征是：

选择一组两台相同的隔振器分别布置在被测设备的机脚上，隔振器的刚度为k₁、阻尼系数为c₁，将隔振器固定在刚性台架上，在被测设备机脚的隔振器位置处安装四个加速度传感器；将被测设备即两自由度振动系统转化为两个单自由度振动系统，即将加速度传感器延被测设备转动弯矩的方向分为左右两组；启动被测设备，分别获取两组加速度传感器的信号，得出第一组的平均速度值为v₁，第二组的平均速度值为v₂；更换两台隔振器，第二组隔振器的刚度为k₂、阻尼系数为c₂，启动被测设备，分别获取两组加速度传感器的信号，可以得出第一组的平均速度值为v₁′第二组的平均速度值为v₂′，则两个单自由度振动系统的内源特性为：

F_L＝D₁/D₀,m_e1＝D₂/D₀，F_R＝D₁′/D₀′,m_e2＝D₂′/D₀′，

式中D0=1-jωv11-jωv1′,]]>D1=c1v1+v1k1jω-jωv1c2v1′+v1′k2jω-jωv1′,]]>D2=1c1v1+v1k1jω1c2v1′+v1′k2jω,]]>Do′=1-jωv21-jωv2′,]]>D1′=c1v2+v2k1jω-jωv2c2v2′+v2′k2jω-jωv2′,]]>D2′=1c1v2+v2k1jω1c2v2′+v2′k2jω,]]>F_L、F_R为两个单自由度振动系统被测设备激扰力，me1、me2为被测设备等效质量，ω为被测设备的圆频率；

则被测设备不平衡激扰力F、不平衡激扰力矩M、等效质量m_e、等效惯性矩J为：

F＝S₁/S,M＝S₂/S，m_e＝S₃/S₀,J＝S₄/S₀，

式中S=b/(a+b)-1/(a+b)a/(a+b)1/(a+b),]]>S1=FL-1/(a+b)FR1/(a+b),]]>S2=b/(a+b)FLa/(a+b)FR,]]>S0=b/(a+b)1/(a2+ab)a/(a+b)1/(a2+ab),]]>S3=me11/(a2+ab)me21/(a2+ab),]]>S4=b/(a+b)me1a/(a+b)me2,]]>a、b分别为两个隔振器安装位置与设备激扰力作用点位置的水平距离。

2.根据权利要求1所述的不平衡激励力及不平衡弯矩联合作用时设备对船体激励载荷的间接测量方法，其特征是：

将被测设备通过安装隔振器安装在船体基座上，将隔振器视为被测设备的支撑弹簧，其刚度和阻尼分别为k、c，将船体基座简化为具有支撑刚度k₃与k₄和阻尼c₃与c₄的弹簧，及具有等效质量为m₁与m₂的刚性质量，被测设备由不平衡激扰力矩所引起的转角为θ，则隔振器对船体结构的激励力F_TL，F_TR为：

FTL=k(x-aθ-x1)+c(x·-aθ·-x·1)=(k+jcω)N1-aN2-N3N0ejωt,]]>

FTR=k(x+bθ-x2)+c(x·+bθ·-x·2)=(k+jcω)N1+bN2-N4N0ejωt,]]>

式中

N0=2k-meω2+j2cω(b-a)(k+jcω)-(k+jcω)-(k+jcω)(b-a)(k+jcω)(a2+b2)(k+jcω-jω2)a(k+jcω)-b(k+jcω)-(k+jcω)a(k+jcω)k+jcω+X1+jR10-(k+jcω)-b(k+jcω)0k+jcω+X2+jR2]]>

N1=F0(b-a)(k+jcω)-(k+jcω)-(k+jcω)M0(a2+b2)(k+jcω-jω2)a(k+jcω)-b(k+jcω)0a(k+jcω)k+jcω+X1+jR100-b(k+jcω)0k+jcω+X2+jR2,]]>

N2=2k-meω2+j2cωF0-(k+jcω)-(k+jcω)(b-a)(k+jcω)M0a(k+jcω)-b(k+jcω)-(k+jcω)0k+jcω+X1+jR10-(k+jcω)00k+jcω+X2+jR2,]]>

N3=2k-meω2+j2cω(b-a)(k+jcω)F0-(k+jcω)(b-a)(k+jcω)(a2+b2)(k+jcω-jω2)M0-b(k+jcω)-(k+jcω)a(k+jcω)00-(k+jcω)-b(k+jcω)0k+jcω+X2+jR2,]]>

N4=2k-meω2+j2cω(b-a)(k+jcω)-(k+jcω)F0(b-a)(k+jcω)(a2+b2)(k+jcω-jω2)a(k+jcω)M0-(k+jcω)a(k+jcω)k+jcω+X1+jR10-(k+jcω)-b(k+jcω)00,]]>

F＝F₀e^jωt，M＝M₀e^jωt，X₁＝k₃-m₁ω²，R₁＝c₃ω，X₂＝k₄-m²ω²，R₂＝c₄ω，x为被测设备振动时的位移，x₁、x₂为船体结构振动时的位移，t为振动时间。