GB/T 22159.2-2012 声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第2部分：弹性支撑件平动动刚度的直接测量方法

ICS17.140

A59

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

声学与振动弹性元件振动声传递

-

:

特性实验室测量方法第部分弹性

2

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支撑件平动动刚度的直接测量方法

—

AcousticsandvibrationLaboratormeasurementofvibro-acoustictransfer

y

—:

roertiesofresilientelementsPart2Directmethodfordeterminationofthe

pp

dnamicstiffnessofresilientsuortsfortranslatormotion

yppy

(:,)

ISO10846-22008IDT

2012-12-31发布2013-06-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………2

3术语和定义………………2

4原理………………………5

5对仪器设备的要求………………………5

6测试装置的适用性准则…………………10

7测试步骤…………………13

8测试结果计算……………15

9记录内容…………………17

10测试报告………………18

()

附录A资料性附录静态负载变形曲线………………19

()

附录B资料性附录测量不确定度……………………20

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参考文献……………………23

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

前言

/《》:

在声学与振动弹性元件振动声传递特性实验室测量方法分为以下个部分

GBT22159-5

———:;

第部分原理与指南

1

———:;

第部分弹性支撑件平动动刚度的直接测量方法

2

———:;

第部分弹性支撑件平动动刚度的间接测量方法

3

———:;

第部分弹性支撑件之外的元件平动动刚度

4

———:。

第部分测定弹性支撑件低频平动动刚度的驱动点法

5

本部分为/的第部分。

GBT221592

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分等同采用:《声学与振动弹性元件振动声传递特性实验室测量方法第

ISO10846-22008-

:》。

2部分弹性支撑件平动动刚度的直接测量方法

与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:

———/声学测量中的常用频率(:,)

GBT3240ISO2261975NEQ

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Ⅰ

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

引言

,、、

各种被动弹性支撑元件被用于降低振动的传递例如汽车发动机悬置建筑物的弹性支撑船用机

器的弹性基座和柔性联轴器以及家用电器中的小型隔振器。

。

本部分规定了线性弹性支撑元件动刚度函数的直接测量方法只要其在给定的静态预载荷下表现

,。

出近似的线性振动特性则具有非线性静态预载荷位移特性的弹性支撑件也可以用本方法测量本部

-

,、

分为弹性元件振动声传递特性实验室测量方法的系列标准之一该系列标准还包括测量原理间接测

-

。。

量方法和驱动点法的有关内容标准的第部分提供了选择本系列标准适用部分的指南

1

本部分所描述的实验室条件包含静态预载荷的使用。

。,

本部分介绍方法得到的结果适用于防止低频振动和降低低频结构声的弹性支撑件然而该方法

,。

没有提供能完整描述弹性元件用于衰减低频振动和冲击偏移的进一步信息需要附加的资料加以阐述

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Ⅱ

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

声学与振动弹性元件振动声传递

-

:

特性实验室测量方法第部分弹性

2

支撑件平动动刚度的直接测量方法

1范围

/。

GBT22159的本部分规定了给定预负载下弹性支撑件平动动刚度的测定方法该方法涉及输入

,“”。

端振动和阻滞输出力的实验室测量被称为直接测量方法

()。

本部分的方法适用于具有平行法兰的测试元件见图1

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))

a)bc

:,

注1若弹性支撑件不具有平行的法兰时需采用一个具有平行法兰的辅助固定夹具并将之作为待测元件的一部

,。

分以满足测量所需的条件

注2:图中箭头所示为负载方向。

图具有平行法兰的弹性支撑件示例

1

本部分所针对的弹性元件主要用于降低:

)(),

a可听声低频段典型值位于20Hz~500Hz之间的振动向结构传播它可导致结构有时辐射

(、)。

不希望有的流体声如空气声水声或者其他媒质的声音

)(),,

b低频振动典型值位于1Hz~80Hz间的传播可作用于人体或当这种振动非常严重时可

对任何尺寸的构件造成危害。

:,。

注实际上由于测试装置尺寸的限制该方法不能用于太大或太小的弹性支撑件

1

注:。

2该方法也可用于用簧片条和垫子构成的连续支撑件的样品这些样品能否充分描述复杂系统的特性是本部

分使用者的责任。

本部分涵盖了与待测元件法兰垂直及平行的平动测量。

直接测量法所适用的频率变化范围为1Hz~,通常取决于测试系统。

ff

ULUL

:,。,

注3由于测试系统和测试元件的种类繁多故UL通常是变化的在本部分中没有对测试系统限定一个固定的

f

,,。

频率范围而以实际测试数据为准如6.1~6.4所述

采用本部分方法所获得的测量数据可用于:

———生产厂商和供销商提供的产品信息;

———产品研发过程中所需信息;

———产品质量控制;

1

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

———计算通过隔振器的振动能量传递。

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/、(—,:,)

机械振动冲击与状态监测词汇2010ISO20412009IDT

GBT2298

/:(—,

振动与冲击机械导纳的试验确定第部分基本定义与传感器2006

GBT11349.11

:,)

ISO7626-11986IDT

/机械振动与冲击加速度计的机械安装(—,:,)

GBT144122005ISO53481998IDT

/—:

声学与振动弹性元件振动声传递特性实验室测量方法第部分原

GBT22159.12012-1

理与指南(:,)

ISO10846-12008IDT

ISO226声学测量中的常用频率()

Acousticsreferredfreuencies

pq

-

:(

ISO160振动与冲击传感器的校准方法第部分相对基准传感器的振动校准

63-2121Methods

—:

forthecalibrationofvibrationandsocktransducersPart21Vibrationcalibrationbcomarisonto

jyp

)

areferencetransducer

/:[

测量的不确定度第部分测量中不确定度的描述指南Uncertainto

ISOIECGuide98-33yf

—:()]

measurementPart3GuidetotheexressionouncertaintinmeasurementGUM1995

pfy

3术语和定义

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下列术语和定义适用于本文件。

3.1

隔振器vibrationisolator

弹性元件resilientelement

用于减弱一定频率范围内的振动传递而专门设计的隔振元件。

3.2

弹性支撑件resilientsuort

pp

、。

可支撑起机器建筑物或其他类型结构的隔振器

3.3

测试元件testelement

,。

待测弹性支撑件包括法兰和必要的辅助固定夹具

3.4

阻滞力blockinforce

g

Fb

,。

外加于隔振器输出端的动态约束力可使隔振器产生零位移输出

3.5

[]

动态传递刚度dnamictransferstiffness

y

,

k

21

;:

与频率有关的复数为弹性元件输出端阻滞力相量与其输入端的位移相量之比

,

Fu

2b1

,,/

kFu

=

212b1

:、。

注下标分别代表弹性元件的输入端和输出端

112

注:、、。

2k,的值可能和静态预载荷温度相对湿度及其他条件相关

21

2

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

:,,。()。

注低频时,仅取决于弹性力和阻尼力且,,,表示隔振器输入端的作用力与位移之比高频

3kk≈kk

21112111

时,,还会受到弹性元件内部惯性力的影响,,,。

kk≠k

211121

3.6

弹性元件损耗因子lossfactorofresilientelement

η

,。,。

的虚部与实部之比即相位角的正切值低频条件下弹性元件惯性力的影响可忽略不计

,,

kk

2121

3.7

[]

频率平均动态传递刚度freuenc-averaeddnamictransferstiffness

qygy

k

av

,。

动刚度在频带内的平均值是频率的函数

Δf

:。

注见8.2

3.8

点接触ointcontact

p

如同一刚性物体表面振动的接触面。

3.9

法向平动normaltranslation

与弹性元件法兰方向相垂直的平移振动。

3.10

横向平动transversetranslation

垂直于法向平动方向的平移振动。

3.11

线性linearit国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

y

满足叠加原理的弹性元件动态特性。

::(),();(),()。,()

注叠加原理可表述为输入为xt时输出为t输入为xt时输出为t对于任何的ab值和xt

111221

yy

(),()(),()(),。

和xt若输入为axt+bxt输出为at+bt则系统满足叠加原理

21212

yy

:,,

注在实践中采用上述方法进行系统线性特性的检验是不实际的一种有限度地检验线性特性的方法是通过测

2

。,,

量一输入级范围内的动刚度来实现的对一给定的预负载如果动刚度基本不变则可认为该系统是线性

。,()。

的事实上该方法检验的是系统响应与激励之间的比例关系见7.7

3.12

直接法directmethod

()。

测量隔振器输入端位移速度或加速度及输出端阻滞力的方法

3.13

间接法indirectmethod

,()

当隔振器输出端载有一质量已知的刚体时测量弹性元件振动的位移速度或加速度传递率的

方法。

:,“”。,/

注除了类似质量阻抗的情况术语间接法可能包括任何已知其阻抗的负载然而GBT22159中并未涉及此

类方法。

3.14

驱动点法drivinointmethod

gp

,()。

隔振器输出端受阻滞时测量其输入位移或者速度或者加速度及输入端作用力的方法

3.15

力级forcelevel

LF

采用下式定义:

3

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

F2

L=10l

Fg2

F

0

单位:,

dB

式中:

2

F———某一指定频带范围内作用力的均方值;

———基准力(-6)。

FF=10N

00

3.16

加速度级accelerationlevel

L

a

采用下式定义:

2

a

L=10l

ag2

a

0

单位:,

dB

式中:

2

a———某一指定频带范围内的加速度均方值;

-62

———基准加速度(/)。

aa=10ms

00

3.17

[]

动态传递刚度级levelofdnamictransferstiffness

y

L

k

,

21

采用下式定义:

2

,

k

L=10l21

kg2

,

21k

0

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单位:,

dB

式中:

2———();

k,某一给定频率处的动刚度幅值的平方见3.5

21

———基准刚度(/)。

kk=1Nm

00

3.18

[]

频带平均动态传递刚度级leveloffreuencbandaveraeddnamictransferstiffness

qygy

Lk

av

采用下式定义:

2

k

L=10lav

kg2

avk

0

单位:,

dB

式中:

———();

k频率平均动刚度见3.7

av

———基准刚度(/)。

kk=1Nm

00

3.19

侧向传递flankintransmission

g

,,

隔振器输入端激励产生的振动经由待测弹性元件以外的其他路径传至输出端使隔振器输出端产

生的力和加速度。

3.20

频率上限uerlimitinfreuenc

ppgqy

f

UL

本部分规定的测量结果有效的最大频率。

4

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

:。

注见6.1~6.4

4原理

/。

在GBT22159.1中介绍了直接法测量动刚度的原理该方法的特点是在弹性支撑件的输出端与

。,

基座之间测量输出端阻滞力与输入端振动相比基座必须使待测元件输出端的振动远小于输入端的

振动。

5对仪器设备的要求

5.1法向平动

5.1.1概述

。。,

图为测试装置示意图图示测试元件受到来自法向负载方向平动的作用测试时待测元件的

2

安装方式应能代表实际使用情况。

:,。

注图仅是一个试验装置的示例实际试验装置的配备可以不局限于此

2

,。

为了能根据本部分得到合适的测量在测试装置中应包含如至中所述的各部件

5.1.25.1.7

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)()

b输入端详图

)整体效果图

a

)()

c输出端详图

说明:

———激振器;———刚性基座;

18

———横梁;———静态预载荷;

29

———连杆;———动态激励;

310

———,;———;

4动态去耦弹簧静态预载11输出力均布板

———激励质量块;———输入加速度测量();

512a

1

———待测元件;———输出加速度测量();

613a

2

———输出端力与加速度测量;———法向输出力测量()。

714F=F′+F″

222

图2法向平动动刚度实验室测试装置示例

5

/—/:

GBT22159.22012ISO10846-22008

5.1.2基座

[)]。

通过力测量系统将待测元件安装在重型的刚性基座上见5.1.4和图2c

5.1.3静态预载荷系统

。:

应在测试部件承受典型的特定静态预载荷条件下进行测量施加静态预载荷方法的示例如下

),,,。

a采用液压作动器它也可作为激振源与待测元件和基础一起被安装在同一负载框架上

)如图),,。,

b2a使用框架它仅提供静态预载荷若采用此种结构应在待测元件的输入端使用辅

,。

助隔振器进行待测元件与框架之间的动态去耦

)()。

c在待测元件顶端有或没有支撑框架直接放置质量块作为重力负载

5.1.4输出端的力测量系统

();)。

力测量系统是由一个或多个力传感器载荷单元安装在测试元件输出端组成见图2c

:。,

注可能需要在待测元件与力传感器之间放置一块力均布板力均布板除了能够起到分配重力负载的作用外同

。,。

时提供给力传感器较高的接触刚度另外它还能使输出端法兰均匀地振动

5.1.5加速度测量系统

加速度计应、[)和图)]。当位于待

安装在待测元件的输入输出端和测量装置基座之上见图2b2c

,,,

测元件中心的加速度无法直接测量时需对中心点加速度进行间接测量并采用适当的信号叠加处理

如对置于对称位置的两个加速度计采集的信号进行线性平均。

,。

如果频率范围许可可以选择用位移传感器或速度传感器来代替加速度传感器

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5.1.6动态激励系统