[发明专利]一种管路挠性接管扭转机械阻抗测量方法

说明书

技术领域

本发明属于船舶减振降噪技术领域，具体涉及一种管路挠性接管扭转机械阻抗测量方法。

背景技术

管路中挠性接管不仅能隔离和衰减沿管路系统传递的结构振动和噪声、抑制流体噪声，还能补偿设备与管路系统间因振动、冲击引起的大位移变形。因此国内外在船舶上大量使用挠性接管。挠性接管的机械阻抗特性是衡量其隔振性能的主要评价参数，也是进行管路系统声学性能预报的重要原始参数。

目前三个坐标轴方向的平动机械阻抗测量方法可以参考国际标准ISO10846。王锁泉等(肘形挠性接管机械阻抗测试及其隔振效果预报研究.第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集,2009年)对肘形挠性接管采用对称或反对称安装方式获得了三个平动方向的机械阻抗。

由于管路系统一般为细长的空间结构，在管路系统声学性能预报中管段可以考虑三个平动和三个扭转，共6个自由度的机械阻抗，而挠性接管因为无法测量绕三个坐标轴的扭转阻抗而往往将其忽略，仅引入三个坐标轴方向的机械阻抗测试数据进行计算。目前的研究也发现管路中存在平动与扭转之间的耦合，而忽略扭转阻抗将导致计算误差。尹志勇等(管路柔性支撑扭转机械阻抗测量的加速度分离法.第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集，2007年)提出了用偏心激励的方式产生力矩，用加速度分离的方法得到转动加速度，获得了管路支撑扭转机械阻抗,该方法主要针对支撑件的输入阻抗测试。

综上所述，目前缺少挠性接管扭转机械阻抗的测量方法，严重制约了管路声学性能预报和计算，影响管路系统声学设计和控制技术的提升，亟需突破。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种管路挠性接管扭转机械阻抗测量方法，能够利用T型质量块施加扭矩和测量角速度、力环测量力和扭矩，直接获取挠性接管扭转机械阻抗。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种管路挠性接管扭转机械阻抗测量方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、针对挠性接管，其上下端均有6个自由度的运动，据此建立有关该挠性接管12×12的阻抗矩阵：

以挠性接管的上端为1端，下端为2端，针对1端和2端分别建立坐标系Ox₁y₁z₁和Ox₂y₂z₂，若所述挠性接管为轴对称式挠性接管，其中Ox₁y₁z₁以1端的端面作为x₁oy₁面，以挠性接管的轴线为z₁轴，Ox₂y₂z₂以2端的端面作为x₂oy₂面，以挠性接管的轴线为z₂轴；若所述挠性接管为肘形挠性接管，其中Ox₁y₁z₁以1端的端面作为x₁oy₁面，以挠性接管的轴线为z₁轴，Ox₂y₂z₂以2端的端面作为y₂oz₂面，以挠性接管的轴线为x₂轴。

其中F_1x、F_1y和F_1z分别表示在1端沿x₁、y₁和z₁方向施加的激励，M_1x、M_1y和M_1z分别表示1端绕x₁、y₁和z₁轴施加的激励，v_1x、v_1y和v_1z分别表示在1端在x₁、y₁和z₁方向的平移速度响应，θ_1x、θ_1y和θ_1z分别表示1端绕x₁、y₁和z₁轴的旋转角速度响应。