一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法，包括試驗系統(tǒng)搭建——確定噪聲和振動響應(yīng)測點(diǎn)位置——試車過程振動和噪聲測量——均布揚(yáng)聲器——聲振傳遞試驗——聲振外推數(shù)據(jù)處等步驟。采用本發(fā)明成功進(jìn)行了試車狀態(tài)聲振傳遞試驗，測量了聲振傳遞試驗中的振動、噪聲數(shù)據(jù)，求得聲、振關(guān)系函數(shù)中的系數(shù)；通過試車過程的聲壓級，獲取了試車過程中的聲致振動量級。
【專利說明】一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于動力學(xué)試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 導(dǎo)彈或火箭飛行中的隨機(jī)振動環(huán)境主要由兩部分構(gòu)成，一部分是由發(fā)動機(jī)的機(jī)械 振動直接傳遞導(dǎo)致，另一部分是由發(fā)動機(jī)噴流噪聲和氣動噪聲激起的結(jié)構(gòu)振動。發(fā)動機(jī)噴 流噪聲，可以通過地面發(fā)動機(jī)熱試車或發(fā)射現(xiàn)場測量彈/箭上各部位的總聲壓級及聲功率 譜，氣動噪聲的總聲壓級及聲功率譜可以通過風(fēng)洞試驗和理論分析獲得。聲致振動獲取，現(xiàn) 有的做法為以下兩種：（一）在噪聲實驗室做系統(tǒng)級聲振試驗，求得聲振傳遞函數(shù)；根據(jù)已 知外聲場和聲振傳遞特性，可求出系統(tǒng)級各部位的振動響應(yīng)；（二）如果實驗室噪聲加載設(shè) 備的能力足夠大，也可以通過系統(tǒng)級噪聲試驗，把聲譜作為輸入譜，直接測量各測點(diǎn)的振動 響應(yīng)。
[0003] 但是，噪聲實驗室是混響室，而試車臺不是混響室；噪聲實驗室聲效率要大于試車 臺聲效率。要獲取試車過程中聲振環(huán)境，根據(jù)現(xiàn)有做法，利用噪聲實驗室聲振試驗、獲取聲 致振動響應(yīng)，結(jié)果不是十分精確。試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法，現(xiàn)有的型號和資料均沒有任 何經(jīng)驗可以借鑒。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法，根 據(jù)試車狀態(tài)聲振傳遞試驗結(jié)果，獲取試車過程聲致振動響應(yīng)；通過試車過程聲致振動剝離， 進(jìn)一步獲取結(jié)構(gòu)的機(jī)械振動。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法，包括 以下步驟：
[0006] 步驟1，試驗系統(tǒng)搭建；發(fā)動機(jī)固定在水平托架7上，發(fā)動機(jī)左端面固定有前裙，前 裙左端面固定有推力架，推力架固定在承力墻上，發(fā)動機(jī)右端面固定有后裙，后裙右端面固 定有尾段，尾段右端面固定有噴管，推力架、前裙、發(fā)動機(jī)、后裙、尾段、噴管從左到右依次同 軸設(shè)置；
[0007] 步驟2,發(fā)動機(jī)試車前，確定噪聲和振動響應(yīng)測點(diǎn)位置；在尾段外壁I?IV象限母 線中部分別設(shè)置尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)、尾段外壁II象限母線中部振動測點(diǎn)、 尾段外壁III象限母線中部振動測點(diǎn)、尾段外壁IV象限母線中部振動測點(diǎn)，在尾段外壁I象 限母線中部振動測點(diǎn)、尾段外壁II象限母線中部振動測點(diǎn)、尾段外壁III象限母線中部振動 測點(diǎn)、尾段外壁IV象限母線中部振動測點(diǎn)的外部同一截面上分別對應(yīng)設(shè)置尾段外壁I象限 母線中部噪聲測點(diǎn)、尾段外壁II象限母線中部噪聲測點(diǎn)、尾段外壁III象限母線中部噪聲測 點(diǎn)、尾段外壁IV象限母線中部噪聲測點(diǎn)，每對相對應(yīng)的振動測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)的連線垂直于 尾段外壁母線中部的外壁；
[0008] 步驟3,發(fā)動機(jī)試車過程振動和噪聲測量；振動測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)通過低噪聲電纜 連接到動態(tài)信號采集儀，同時采集獲取發(fā)動機(jī)試車過程的振動和噪聲參數(shù)；
[0009] 步驟4,在離發(fā)動機(jī)的噴管右側(cè)均布4個揚(yáng)聲器，為步驟5的聲振傳遞試驗做準(zhǔn) 備；
[0010] 步驟5,聲振傳遞試驗；啟動揚(yáng)聲器，按低量噪聲、中量噪聲、高量噪聲進(jìn)行聲振傳 遞試驗，分別采集噪聲源穩(wěn)定后尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)、尾段外壁II象限母線 中部振動測點(diǎn)、尾段外壁III象限母線中部振動測點(diǎn)、尾段外壁IV象限母線中部振動測點(diǎn)和 尾段外壁I象限母線中部噪聲測點(diǎn)、尾段外壁II象限母線中部噪聲測點(diǎn)、尾段外壁III象限 母線中部噪聲測點(diǎn)、尾段外壁IV象限母線中部噪聲測點(diǎn)的振動和噪聲參數(shù)；低量噪聲、中量 噪聲、高量噪聲的揚(yáng)聲器電流分別為8A、16A、24A ;
[0011] 步驟6、聲振外推數(shù)據(jù)處理；
[0012] 步驟6. 1，通過步驟5測量的三種不同噪聲量級下的振動和噪聲參數(shù)，確定聲振關(guān) 系函數(shù)y = Ax2+Bx+C中的系數(shù)A、B、C ;其中y為振動均方根值，單位為g ;x為聲壓級，單位 為dB ;
[0013] 步驟6. 2,將步驟3測得的發(fā)動機(jī)試車過程中的噪聲參數(shù)帶入步驟6. 1確定的聲振 關(guān)系函數(shù),確定發(fā)動機(jī)試車過程中的聲致振動量級。
[0014] 所述步驟4中，揚(yáng)聲器與尾段之間距離為0. 5m。
[0015] 所述步驟2中，相對應(yīng)的振動測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)之間距離為0. 5m。
[0016] 采用本發(fā)明成功進(jìn)行了試車狀態(tài)聲振傳遞試驗，測量了聲振傳遞試驗中的振動、 噪聲數(shù)據(jù)，求得聲、振關(guān)系函數(shù)中的系數(shù)；通過試車過程的聲壓級，獲取了試車過程中的聲 致振動量級。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明試驗系統(tǒng)示意圖。
[0018] 圖2為試車狀態(tài)噪聲和振動響應(yīng)測點(diǎn)位置示意圖。
[0019] 圖中，1_推力架，2-如裙，3-發(fā)動機(jī)，4-后裙，5-尾段，6-噴管，7-水平托架，8-揚(yáng) 聲器，501-尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)，502-尾段外壁II象限母線中部振動測點(diǎn)， 503-尾段外壁III象限母線中部振動測點(diǎn)，504-尾段外壁IV象限母線中部振動測點(diǎn)，505-尾 段外壁I象限母線中部噪聲測點(diǎn)，506-尾段外壁II象限母線中部噪聲測點(diǎn)，507-尾段外壁 III象限母線中部噪聲測點(diǎn)S3,508-尾段外壁IV象限母線中部噪聲測點(diǎn)S4,509-尾段外壁母 線中部。

【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0021] 一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法，包括以下步驟：
[0022] 步驟1，試驗系統(tǒng)搭建；發(fā)動機(jī)3固定在水平托架7上，發(fā)動機(jī)3左端面固定有前 裙2,前裙2左端面固定有推力架1，推力架1固定在承力墻上，發(fā)動機(jī)3右端面固定有后裙 4,后裙4右端面固定有尾段5,尾段5右端面固定有噴管6,推力架1、前裙2、發(fā)動機(jī)3、后 裙4、尾段5、噴管6從左到右依次同軸設(shè)置；揚(yáng)聲器8與尾段5之間距離為0. 5m，如圖1所 示；
[0023] 步驟2,發(fā)動機(jī)試車前，確定噪聲和振動響應(yīng)測點(diǎn)位置；在尾段外壁I?IV象限母 線中部分別設(shè)置尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)501、尾段外壁II象限母線中部振動測 點(diǎn)502、尾段外壁III象限母線中部振動測點(diǎn)503、尾段外壁IV象限母線中部振動測點(diǎn)504,在 尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)501、尾段外壁II象限母線中部振動測點(diǎn)502、尾段外壁 III象限母線中部振動測點(diǎn)503、尾段外壁IV象限母線中部振動測點(diǎn)504的外部同一截面上 分別對應(yīng)設(shè)置尾段外壁I象限母線中部噪聲測點(diǎn)505、尾段外壁II象限母線中部噪聲測點(diǎn) 506、尾段外壁III象限母線中部噪聲測點(diǎn)507、尾段外壁IV象限母線中部噪聲測點(diǎn)508,每對 相對應(yīng)的振動測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)的連線垂直于尾段外壁母線中部509的外壁；相對應(yīng)的振動 測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)之間距離為〇. 5m，如圖2所示；
[0024] 步驟3,發(fā)動機(jī)試車過程振動和噪聲測量；振動測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)通過低噪聲電纜 連接到動態(tài)信號采集儀，同時采集獲取發(fā)動機(jī)試車過程的振動和噪聲參數(shù)；
[0025] 步驟4,在離發(fā)動機(jī)3的噴管6右側(cè)均布4個揚(yáng)聲器8,為步驟5的聲振傳遞試驗 做準(zhǔn)備；
[0026] 步驟5,聲振傳遞試驗；啟動揚(yáng)聲器，按低量噪聲、中量噪聲、高量噪聲進(jìn)行聲振傳 遞試驗，分別采集噪聲源穩(wěn)定后尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)、尾段外壁II象限母線 中部振動測點(diǎn)、尾段外壁III象限母線中部振動測點(diǎn)、尾段外壁IV象限母線中部振動測點(diǎn)和 尾段外壁I象限母線中部噪聲測點(diǎn)、尾段外壁II象限母線中部噪聲測點(diǎn)、尾段外壁III象限 母線中部噪聲測點(diǎn)、尾段外壁IV象限母線中部噪聲測點(diǎn)的振動和噪聲參數(shù)；低量噪聲、中量 噪聲、高量噪聲的揚(yáng)聲器電流分別為8A、16A、24A ;
[0027] 步驟6、聲振外推數(shù)據(jù)處理；
[0028] 步驟6. 1，通過步驟5測量的三種不同噪聲量級下的振動和噪聲參數(shù)，確定聲振關(guān) 系函數(shù)y = Ax2+Bx+C中的系數(shù)A、B、C ;其中y為振動均方根值，單位為g ;x為聲壓級，單位 為dB ;
[0029] 步驟6. 2,將步驟3測得的發(fā)動機(jī)試車過程中的噪聲參數(shù)帶入步驟6. 1確定的聲振 關(guān)系函數(shù),確定發(fā)動機(jī)試車過程中的聲致振動量級。
[0030] 以尾段外壁II象限母線中部振動測點(diǎn)502和尾段外壁II象限母線中部噪聲測點(diǎn) 506為例，試車過程和聲振傳遞試驗的振動Z2和噪聲S2 (尾段II象限噪聲）數(shù)據(jù)處理結(jié)果 見表1。Z2X為尾段外壁II象限母線中部軸向振動，Z2R為尾段外壁II象限母線中部徑向振 動，Z2T為尾段外壁II象限母線中部切向振動，RMS值即為均方根值。
[0031] 表1平穩(wěn)段振動Z2的RMS值和噪聲S2的聲壓級表
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1，試驗系統(tǒng)搭建；發(fā)動機(jī)（3)固定在水平托架7上，發(fā)動機(jī)（3)左端面固定有前 裙（2)，前裙（2)左端面固定有推力架（1)，推力架（1)固定在承力墻上，發(fā)動機(jī)（3)右端面 固定有后裙（4)，后裙（4)右端面固定有尾段（5)，尾段（5)右端面固定有噴管￠)，推力架 (1)、前裙（2)、發(fā)動機(jī)（3)、后裙（4)、尾段（5)、噴管（6)從左到右依次同軸設(shè)置； 步驟2,發(fā)動機(jī)試車前，確定噪聲和振動響應(yīng)測點(diǎn)位置；在尾段外壁I?IV象限母線 中部分別設(shè)置尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)（501)、尾段外壁II象限母線中部振動 測點(diǎn)（502)、尾段外壁III象限母線中部振動測點(diǎn)（503)、尾段外壁IV象限母線中部振動測 點(diǎn)（504)，在尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)（501)、尾段外壁II象限母線中部振動測 點(diǎn)（502)、尾段外壁III象限母線中部振動測點(diǎn)（503)、尾段外壁IV象限母線中部振動測點(diǎn) (504)的外部同一截面上分別對應(yīng)設(shè)置尾段外壁I象限母線中部噪聲測點(diǎn)（505)、尾段外 壁II象限母線中部噪聲測點(diǎn)（506)、尾段外壁III象限母線中部噪聲測點(diǎn)（507)、尾段外壁IV 象限母線中部噪聲測點(diǎn)（508)，每對相對應(yīng)的振動測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)的連線垂直于尾段外壁 母線中部（509)的外壁； 步驟3,發(fā)動機(jī)試車過程振動和噪聲測量；振動測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)通過低噪聲電纜連接 到動態(tài)信號采集儀，同時采集獲取發(fā)動機(jī)試車過程的振動和噪聲參數(shù)； 步驟4,在離發(fā)動機(jī)（3)的噴管（6)右側(cè)均布4個揚(yáng)聲器（8)，為步驟5的聲振傳遞試 驗做準(zhǔn)備； 步驟5,聲振傳遞試驗；啟動揚(yáng)聲器（8)，按低量噪聲、中量噪聲、高量噪聲進(jìn)行聲振傳 遞試驗，分別采集噪聲源穩(wěn)定后尾段外壁I象限母線中部振動測點(diǎn)（501)、尾段外壁II象限 母線中部振動測點(diǎn)（502)、尾段外壁III象限母線中部振動測點(diǎn)（503)、尾段外壁IV象限母線 中部振動測點(diǎn)（504)和尾段外壁I象限母線中部噪聲測點(diǎn)（505)、尾段外壁II象限母線中 部噪聲測點(diǎn)（506)、尾段外壁III象限母線中部噪聲測點(diǎn)（507)、尾段外壁IV象限母線中部噪 聲測點(diǎn)（508)的振動和噪聲參數(shù)；低量噪聲、中量噪聲、高量噪聲的揚(yáng)聲器電流分別為8A、 16A、24A ; 步驟6、聲振外推數(shù)據(jù)處理； 步驟6. 1，通過步驟5測量的三種不同噪聲量級下的振動和噪聲參數(shù)，確定聲振關(guān)系函 數(shù)y = Ax2+Bx+C中的系數(shù)A、B、C ;其中y為振動均方根值，單位為g ;x為聲壓級，單位為 dB ； 步驟6. 2,將步驟3測得的發(fā)動機(jī)試車過程中的噪聲參數(shù)帶入步驟6. 1確定的聲振關(guān)系 函數(shù)，確定發(fā)動機(jī)試車過程中的聲致振動量級。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法，其特征在于步驟2中，相對應(yīng) 的振動測點(diǎn)和噪聲測點(diǎn)之間距離為〇. 5m。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種試車狀態(tài)聲振傳遞試驗方法，其特征在于步驟4中，揚(yáng)聲器 ⑶與尾段（5)之間距離為0. 5m。
【文檔編號】G01M15/00GK104296994SQ201410486109
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】李會娜, 高慶, 肖健, 張菩仁, 任方, 韋冰峰 申請人:北京強(qiáng)度環(huán)境研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院