一种测量串联式隔振器传递特性的方法技术

本发明专利技术提供一种串联式隔振系统传递特性测试方法，用于测试的试验装置包括激振系统、测试及监控系统、隔振系统及被隔振系统，通过隔振系统及被隔振系统模拟不同直升机类型和不同飞行总重下的隔振器工作状态。通过定频激励下的加速度与力的测量，可以进一步计算得到串联式隔振器在该工作频率下的力与位移传递率，通过扫频测量可以获得串联式隔振器传递率随激振频率的变化规律，进而验证测试频率范围内串联式隔振器的有效性。该方法能适应隔振器不同的工作状态，为串联式隔振器性能和特性研究提供了试验研究方法，为验证串联式隔振器的可行性和动力学特性提供支持，同时对串联式隔振器装直升机减振设计有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种测量串联式隔振器传递特性的方法
本专利技术属于振动控制
，具体涉及一种测量串联式隔振器传递特性的方法。
技术介绍
隔振设计的基础是研究物体之间振动的传递问题。直升机的振动主要来源于旋翼的周期激励，承受振动的结构是机体，主减机构在连接旋翼与机体两部分的同时，不但起到了静载的传递，同时振动也随之传递到机体上。串联式隔振器通过串联于主减撑杆来实现减少旋翼传递到机体上的激振力,如液弹隔振器。为了验证串联式隔振器的隔振性能，需要测试隔振器相关的动力学特性。传统的思路是通过动刚度测试法来进行，动刚度法主要通过将隔振器一端固定，对另一端施加一个交变的动态力，通过测得的激振力和位移的时域响应，得到隔振器的动刚度特性；虽然这种方法实施起来相对简单，但由于隔振器刚度较高和对激振频率的特殊要求，对试验设备输出激振力及测量精度提出较高的要求，不利于试验的迅速开展，同时，此方法不能直接测量串联式隔振系统的传递特性，只能间接反应串联式隔振系统的传递特征。本方案中的测试方法直接模拟隔振器的实际工作状态，分别用一定的配重质量模拟隔振器两端的振源和机体，利用传感器分别测量隔振器两端的响应，从而能更有效的得到隔振器的传递特性。
技术实现思路
本专利技术的目的：为了测试串联于主减撑杆的串联式隔振器使用状态下的传递特性，同时获得隔振器隔振效率，提出一种适用于串联式隔振器传递率测试的试验方法，本测试方法能直接验证隔振系统的有效性，同时可以很容易的得到串联式隔振器的隔振效率，可模拟串联式隔振器不同的工作场景，方法简单有效，同时受试验设备尺寸、重量的限制较小。本专利技术的技术方案：为了实现上述专利技术目的，提供一种串联式隔振系统传递特性测试方法，用于测试的试验装置100包括：激振系统，所述激振系统包括压力传感器107、激振平台108，用于给试验装置提供外激励，和模拟激励端的重量匹配；测试及监控系统，所述测试及监控系统包括加速度传感器a109、加速度传感器b110、终端系统111、采集系统112，用于测量激励端和被隔振物体的动态响应，并提供系统安全监控数据；隔振及被隔振系统，所述隔振及被隔振系统包括第一附加质量101、支架顶板102、支架底板106、固定支架104、第二附加质量105；用于模拟被隔振物体的质量，并连接待测串联式隔振器103；所述压力传感器107安装于所述激振平台108上端面；所述支架底板106下部与所述压力传感器107相连；所述固定支架104上端与所述支架顶板102相连，下端与所述支架底板106相连，所述第一附加质量101安装于所述支架顶板102上方，待测串联式隔振器103悬挂于所述支架顶板102下方，所述第二附加质量105连接于待测串联式隔振器103下部；所述加速度传感器a109安装于所述支架顶板102下端面，所述加速度传感器b110安装于所述第二附加质量105上端面，所述压力传感器107、加速度传感器a109、加速度传感器b110分别与采集系统112电相连，所述终端系统111与所述采集系统112电相连；所述测试方法具体包括如下步骤：S1：将待测串联式隔振器103安装在试验装置100上，待测串联式隔振器103垂直于激振平台108，且与固定支架104侧边无接触，使隔振器能在试验装置100内作垂向运动来进行隔振；S2：进行试验加载，使激振平台(108)上的试验部分在所加载荷下作垂向简谐运动，并通过采集系统(112)实时采集记录终端系统(111)操纵激振平台(108)的位移输出，以及通过加速度传感器a(109)、加速度传感器b(110)分别获得的待测串联式隔振器(103)上下两端的第一附加质量(101)加速度响应幅值aa、第二附加质量(105)加速度响应幅值ab，同时记录通过压力传感器(107)获得的激振平台(108)的输出力；通过终端系统(111)操纵激振平台(108)，由激振平台(108)输出垂向稳态正弦周期位移振动；利用终端系统(111)，在待测串联式隔振器(103)隔振频率范围内，进行正弦扫描激励；S3：通过采集系统112实时采集记录终端系统111操纵激振平台108的位移输出，以及通过加速度传感器a109、加速度传感器b110分别获得的待测串联式隔振器103上下两端的第一附加质量101加速度响应幅值aa、第二附加质量105加速度响应幅值ab，同时记录通过压力传感器107获得的激振平台108的输出力，记为F0；S4：计算串联式隔振器103在不同频率下的载荷传递率和位移传递率，通过计算将实验测得力与加速度信号转化为串联式隔振器103在某一激振频率下的载荷传递率和位移传递率,从而获得隔振器的性能参数；所述载荷传递率和位移传递率的具体计算过程如下：通过压力传感器107得到不同频率下激振平台108的输出力，记为F0，通过加速度传感器b110获得第二附加质量105的加速度响应幅值ab，根据牛顿定律可以得到传递到第二附加质量105上的载荷，该载荷的幅值记为FT，根据以下公式式一可计算得串联式隔振器103工作状态下某一频率值下的载荷传递率Tfx为：Tfx＝FT/F0式一其中，FT＝m2×ab,m2为第二附加质量105的质量；根据加速度传感器a109获得第一附加质量101加速度响应幅值aa，以及加速度传感器b110获得第二附加质量105的加速度响应幅值ab，采用以下公式式二分别计算特定频率下的位移响应幅值：Sa＝∫∫aad2t|Sb＝∫∫abd2t式二其中，aa为第一附加质量101加速度响应幅值,t为试验时长，∫∫d2t为对时间的二重积分，Sa为第一附加质量101的位移响应幅值，ab为第二附加质量105的加速度响应幅值，Sb为第二附加质量105的位移响应幅值；根据下式三，由所述第二附加质量105的位移响应幅值Sb与第一附加质量101的位移响应幅值Sa的比值得到串联式隔振器103位移传递率：Tsx＝Sb/Sa式三S5：通过改变激振平台108的输出频率，可以得到不同频率下的待测串联式隔振器103载荷传递率和位移传递率，分别绘制出相应的串联式隔振器103载荷传递率和位移传递率随激振频率变化的特征曲线,作为判断串联式隔振器在激振频率范围内有效性的重要依据。在一个可能的实施例中，所述步骤S1中，所述固定支架104与第一附加质量101的总质量为直升机旋翼系统总质量的1/N，第二附加质量105总质量为直升机机身质量的1/N，N为直升机主减系统包含的撑杆数量。在一个可能的实施例中，在所述步骤S1中，串联式隔振器103在第二附加质量105的作用下，串联式隔振器103的静拉伸位移范围为1-2mm。在一个可能的实施例中，在所述步骤S1中，串联式隔振器103紧密连试验装置100,静置时长不少于3min,且不得超过12H,串联式隔振器103能在安装空间内作垂向运动而不发生侧向位移。在一个可能的实施例中，在所述步骤S2中，所述垂向稳态正弦周期位移幅值范围为0.1-0.5mm，振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联式隔振系统传递特性测试方法，用于测试的试验装置(100)包括：/n激振系统，所述激振系统包括压力传感器(107)、激振平台(108)，用于给试验装置提供外激励，和模拟激励端的重量匹配；/n测试及监控系统，所述测试及监控系统包括加速度传感器a(109)、加速度传感器b(110)、终端系统(111)、采集系统(112)，用于测量激励端和被隔振物体的动态响应，并提供系统安全监控数据；/n隔振及被隔振系统，所述隔振及被隔振系统包括第一附加质量(101)、支架顶板(102)、支架底板(106)、固定支架(104)、第二附加质量(105)；用于模拟被隔振物体的质量，并连接待测串联式隔振器(103)；/n所述测试方法具体包括如下步骤：/nS1：将待测串联式隔振器(103)安装在试验装置(100)上，待测串联式隔振器(103)垂直于激振平台(108)，且与固定支架(104)侧边无接触，使隔振器能在试验装置(100)内作垂向运动来进行隔振；/nS2：进行试验加载，使激振平台(108)上的试验部分在所加载荷下作垂向简谐运动，并通过采集系统(112)实时采集记录终端系统(111)操纵激振平台(108)的位移输出，以及通过加速度传感器a(109)、加速度传感器b(110)分别获得的待测串联式隔振器(103)上下两端的第一附加质量(101)加速度响应幅值a...

【技术特征摘要】
1.一种串联式隔振系统传递特性测试方法，用于测试的试验装置(100)包括：
激振系统，所述激振系统包括压力传感器(107)、激振平台(108)，用于给试验装置提供外激励，和模拟激励端的重量匹配；
测试及监控系统，所述测试及监控系统包括加速度传感器a(109)、加速度传感器b(110)、终端系统(111)、采集系统(112)，用于测量激励端和被隔振物体的动态响应，并提供系统安全监控数据；
隔振及被隔振系统，所述隔振及被隔振系统包括第一附加质量(101)、支架顶板(102)、支架底板(106)、固定支架(104)、第二附加质量(105)；用于模拟被隔振物体的质量，并连接待测串联式隔振器(103)；
所述测试方法具体包括如下步骤：
S1：将待测串联式隔振器(103)安装在试验装置(100)上，待测串联式隔振器(103)垂直于激振平台(108)，且与固定支架(104)侧边无接触，使隔振器能在试验装置(100)内作垂向运动来进行隔振；
S2：进行试验加载，使激振平台(108)上的试验部分在所加载荷下作垂向简谐运动，并通过采集系统(112)实时采集记录终端系统(111)操纵激振平台(108)的位移输出，以及通过加速度传感器a(109)、加速度传感器b(110)分别获得的待测串联式隔振器(103)上下两端的第一附加质量(101)加速度响应幅值aa、第二附加质量(105)加速度响应幅值ab，同时记录通过压力传感器(107)获得的激振平台(108)的输出力；
通过终端系统(111)操纵激振平台(108)，由激振平台(108)输出垂向稳态正弦周期位移振动；
利用终端系统(111)，在待测串联式隔振器(103)隔振频率范围内，进行正弦扫描激励；
S3：计算串联式隔振器(103)在不同频率下的载荷传递率和位移传递率，通过计算将实验测得力与加速度信号转化为串联式隔振器(103)在某一激振频率下的载荷传递率和位移传递率,从而获得隔振器的性能参数；
所述载荷传递率和位移传递率的具体计算过程如下：
通过压力传感器107得到不同频率下激振平台108的输出力，记为F0，通过加速度传感器b110获得第二附加质量105的加速度响应幅值ab，根据牛顿定律可以得到传递到第二附加质量105上的载荷，该载荷的幅值记为FT，根据以下公式式一可计算得串联式隔振器103工作状态下某一频率值下的载荷传递率Tfx为：
Tfx＝FT/F0式一
其中，FT＝m2×ab,m2为第二附加质量105的质量；
根据加速度传感器a109获得第一附加质量101加速度响应幅值aa，以及加速度传感器b110获得第二附加质量105的加速度响应幅值ab，采用以下公式式二分别计算特定频率下的位移响应幅值：
Sa＝|∫∫aad2t|Sb＝|∫∫abd2t|式二
其中，aa为第一附加质量101加速度响应幅值,t为试验时长，∫∫d2t为对时间的二重积分，Sa为第一附加质量101的位移响应幅值，ab为第二附加质量105的加速度响应幅值，Sb为第二附加质量105的位移响应幅值；
根据下式三，由所述第二附加质量105的位移响应幅值Sb与第一附加质量101的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程起有，冯志壮，钱峰，代志雄，刘晨，朱艳，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36