GB/T 22159.4-2017 声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第4部分：弹性非支撑件平动动刚度

ICS17.140

A59

中华人民共和国国家标准

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

声学与振动弹性元件振动声传递特性

-

实验室测量方法

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

:

第部分弹性非支撑件平动动刚度

4

—

AcousticsandvibrationLaboratormeasurementofvibro-acoustictransfer

y

—:

roertiesofresilientelementsPart4Dnamicstiffnessofelementsotherthan

ppy

resilientsuortsfortranslatormotion

ppy

(:,)

ISO10846-42003IDT

2017-11-01发布2018-05-01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

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

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………………………4

5测量方案…………………5

6测试装置适用性准则……………………14

7测试过程…………………19

8测试结果评估……………21

9记录内容…………………23

10测试报告………………24

()…………

附录A资料性附录转动部件的扭转动刚度25

参考文献……………………26

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

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

前言

/《》:

GBT22159声学与振动弹性元件振动声传递特性实验室测量方法包括以下个部分

-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

———:;

第部分弹性非支撑件平动动刚度

4

———:。

第部分弹性支撑件低频平动动刚度的驱动点测量方法

5

本部分为/的第部分。

GBT221594

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分使用翻译法等同采用:《声学与振动弹性元件振动声传递特性实验室测

ISO10846-42003-

:》。

量方法第部分弹性非支撑件平动动刚度

4

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:

———/—、(:,);

机械振动冲击与状态监测词汇

GBT22982010ISO20412009IDT

———/—声学测量中的常用频率(:);

GBT32401982neISO2661975

q

———/—:

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

GBT11349.120061

(:,);

ISO7626-11986IDT

———/—:

振动与冲击机械导纳的试验确定第部分用激振器作单点平动激

GBT11349.220062

励测量(:,);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

ISO7626-21990IDT

———/—机械振动与冲击加速度计的机械安装(:,);

GBT144122005ISO53481998IDT

———/—:

振动与冲击传感器校准方法第部分振动比较法校准

GBT20485.21200721

(:,);

ISO16063-212003IDT

———/—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:

GBT22159.12012-1

原理与指南(:,)。

ISO10846-12008IDT

Ⅰ

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

引言

,、、

各种被动隔振器广泛用于降低振动的传递例如汽车发动机的悬置建筑物的弹性支撑船用机器

的弹性支承和弹性联轴器以及家用电器中的小型隔振元件等。

(),、、、

本部分规定了线弹性非支撑元件弹性支撑件除外如弹性波纹管软管联轴器电缆和管道吊钩

。

动态传递刚度函数的直接测量法和间接测量法本部分为弹性元件振动声特性实验室测量方法系列

-

,、

标准之一该系列标准还包括弹性支撑件的测量原理和直接测量法间接测量法以及驱动点测量法各部

分,提供了选择恰当标准的全面指南。

ISO10846-1

本部分描述的实验室条件包含如何合理使用静态预载荷。

。,

本方法适用于分析弹性元件20Hz以上的结构声传递损失但是该方法并不能完全描述用于衰

减低频振动或冲击位移的隔振元件特性。

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

Ⅱ

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

声学与振动弹性元件振动声传递特性

-

实验室测量方法

:

第部分弹性非支撑件平动动刚度

4

1范围

/(:、、、

GBT22159的本部分详细介绍了弹性非支撑件如弹性波纹管联轴器电源电缆软管和管道

,)。。

吊钩见图1平动动刚度的两种测量方法在此不考虑充有诸如油或水之类液体的元件

:,,/

注管道吊钩与压缩型的弹性支撑件不同它是拉伸型的因此本部分中所描述的测试条件与和

1GBT22159.2

/不同。

GBT22159.3

,。

采用本方法不要求弹性元件的法兰相互平行只要元件的法兰或夹具连接界面平整即可

本部分中所讨论的弹性元件用于减少:

)音频范围振动(),,

a20Hz~20kHz的结构声向结构的传递例如它会使结构辐射出不需要的声

(、);

音空气声水声或其他声音

)(),,,,。

b低频振动一般1Hz~80Hz的传递例如它过于强烈时会使人体感到不适结构受到损害

,,适用。

实际上任何一个试验设备对于试件的尺寸都有限制过大或过小的都不

。,

本部分还包括与法兰和夹具连接界面垂直和平行的平动测量附录中介绍了含有转动成分的

A

传递刚度的测量指南。

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

,

直接法所适用的频率范围从1Hz到某一上限频率该频率取决于测试装置框架的最低共振频率

(,)。

通常边长为1m的测试装置框架共振频率约为300Hz

:,。

注2实际上下限频率取决于动态激励系统

。,

间接法所适用的频率范围取决于试验装置及被测隔振元件通常下限频率为20Hz~50Hz上限

频率为2kHz~5kHz。

,:

采用本部分方法所获得的测量数据可用于

———由生产厂商和供应商提供的产品信息;

———为产品研发提供信息;

———质量控制;

———弹性元件的振动传递率计算。

)包含连接件和夹紧装置的电缆)吊钩

ab

说明:

———连接件;4———固定装置;

1

———电缆;———弹性元件;

25

———夹具;———管道夹具。

36

图连接件或夹具的连接界面为平面的弹性元件示例

1

1

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

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

声学优选频率(—)

ISO266AcousticsPrefferedfreuencies

q

振动与冲击词汇(—)

ISO2041VibrationandshockVocabular

y

机械振动与冲击加速度计的机械安装(—

ISO5348MechanicalvibrationandshockMechanical

)

mountinofaccelerometers

g

:(

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Vibrationand

ISO7626-11

——:)

shockExerimentaldeterminationofmechanicalmobilitPart1Basicdefinationsandtra

pynducers

:

振动与冲击机械导纳的试验确定第部分用激振器作单点平动激励测量

ISO7626-22

(——:

VibrationandshockExerimentaldeterminationofmechanicalmobilitPart2Measuements

py

)

usinsinle-ointtranslationexcitationwithanattachedvibrationexciter

ggp

:

声学与振动弹性元件振动声传递特性实验室测量第部分原理与指南

ISO10846-1-1

(—

AcousticsandvibrationLaboratormeasurementofvibro-acoustictransferroertiesofresilient

ypp

—:)

elementsPart1Princilesanduidelines

pg

振动与冲击传感器校准方法:

ISO16063-21第部分与基准传感器进行比较的振动校准

21

(—:

MethodsforcalibrationofvibrationandshocktransducersPart21Vibrationcalibrationbcom-

y

)

parisonwithareferencetransducer

:测量不确定度的表达指南(,

GUM1995Guidetotheexressionofuncertaintinmeasurement

py

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

//////)

BIPMIECIFCCISOIUPACIUPAPOIML

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

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部分的隔振器

3.3

测试元件testelement

,固定夹具。

被测弹性元件包含法兰和必要的辅助

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简谐运动时输出端的力矢量,与其输入端的位移矢量之比

F2bu1

2

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

可用下式表示。

,,/

kFu

=

212b1

:、。

注k,的值会受到静态预载荷温度及其他一些条件的影响

21

3.6

弹性元件损耗因子lossfactorofresilientelement

η

,(

在弹性元件内惯性力可忽略不计的低频范围为复数k,的虚部与实部之比即k,相位角的正

η2121

切值)。

3.7

[]

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

qygy

k

av

,。

在Δf频带内的动刚度平均值是频率的函数

:。

注见8.3

3.8

点接触ointcontact

p

振动接触面可看作刚性表面的接触方式。

3.9

法向平动normaltranslation

垂直于弹性元件法兰的平移振动。

3.10

横向平动transversetranslation

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

垂直于法向平动方向的平移振动。

3.11

线性linearit

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系统输入为),);),)。、、)

1xt时输出为t输入为xt时输出为t对于任何abxt

1y12y21

(),()(),()(),。

和xt若输入为axt+bxt输出为at+bt则系统满足叠加原理

212y1y2

:,。

注实际上采用上述方法进行线性特性检验并不可行一种有限度的检验线性特性的方法是在一定输入级范围

2

。,()。

内测量动刚度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

()。

测量弹性元件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

,()

当弹性元件输出端载有一质量已知的刚体时测量弹性元件位移速度或加速度的振动传递率的

方法。

3.14

传递率transmissibilit

y

T

,。

弹性元件作简谐振动时弹性元件输出端的复位移与输入端复位移之比

u2u1

/

Tuu

=

21

:,,。

注对于速度或加速度可采用相似的方法定义传递率其值相等

va

3

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

3.15

力级forcelevel

LF

,()。

力级由下列公式计算单位为分贝dB

F2

L=10l

Fg2

F0

式中:

2———给定频率处作用力的均方值,的单位为牛顿();

FFN

———,(),-6。

F基准力单位为牛顿NF110N

00=×

3.16

加速度级accelerationlevel

L

a

,()。

加速度级由下列公式计算单位为分贝dB

2

a

L10l

a=g2

a

0

式中:

22

———,(/);

给定频率的加速度均方值的单位为米每二次方秒

aams

2-62

———,(/),/。

a基准加速度单位为米每二次方秒msa110ms

00=×

3.17

动刚度级levelofdnamictransferstiffness

y

L

,

k21

,()。

动刚度级由下列公式计算单位为分贝dB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

2

,

k

21

L10l

,

k21=g2

k

0

式中:

2———(),(-1);

,给定频率的动刚度幅值的平方见3.5,的单位为牛顿每米·

kkNm

2121

———,(-1),-1。

基准刚度单位为牛顿每米··

kNmk1Nm

=

00

3.18

频带平均动刚度级leveloffreuencbandaveraeddnamictransferstiffness

qygy

L

k

av

,()。

频带平均动刚度级由下列公式计算用分贝dB表示

2

k

av

L=10l

kg2

avk

0

式中:

k———见3.7中定义;

av

———,(-1),-1。

基准刚度单位为牛顿每米··

kNmk1Nm

=

00

3.19

侧向传递flankintransmission

g

,,,

测试过程中由弹性元件输入端激振器产生的振动经由测试元件以外的其他路径传至输出端使

弹性元件输出端产生力和加速度。

4原理

ISO10846-1中介绍了直接法和间接法的测量原理。

4

/—/:

GBT22159.42017ISO10846-42003

。

直接法原理是直接测量弹性元件输入端位移和输出端阻滞力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基座应使被测元件输出端的振动远比输入端小

:,

间接法原理通过测量质量为的刚体的加速度获得阻滞力该作用力可使测试元件输出端的振

m2

。,,,

动足够小同时需要在阻滞质量块与测试装置的其他部件之间进行动态去耦处理以避免产生侧向

振动传递。

,()()

对于采用复数表示的简谐振动测试元件的动刚度见3.5与测量所得振动传递率见3.14之间的

,():

关系可由式给出

1

,()2()当………………()

k2πmmTT11

21≈-f2+f<<

,;。

式中表示测试元件输出端法兰的质量下标和分别代表弹性元件的输入端与输出端

mf12

(),

根据式的右端项间接测量阻滞力的有效方法要求阻滞质量块上测得的相应振动仅由该阻滞力

1

。,,

决定因此原理上讲被测的是阻滞质量块与测试元件输出端法兰共同组成的组合刚体重心上且沿期

望力方向上的振动。

5测量方案

5.1概述

。

图图为弹性非支撑件测试装置的原理示意图图中所示是对单个元件和对称元件进行测试

2~8

的装置示例。

:,,

注此处给出的并不是所有的测试示例也不是对测试装置配备原则提出的限制只是为了满足必需的测试要求而

()。

给出的一些解决方案参见第章

6

,。

为了适合本部分的测量所用的测试装置应包括5.3给出的各构成要素测试装置的其他要求在