龐福振　吳闖　繆旭弘　王雪仁　賈地

摘要：針對設備振動內(nèi)源參數(shù)識別問題，分為設備不平衡激擾力單獨作用、不平衡激擾力及不平衡激擾力矩聯(lián)合作用兩種情況，建立“設備-隔振器-基礎(chǔ)”多自由度耦合振動模型，提出設備振動內(nèi)源參數(shù)識別方法?；贙irehhoff定律，假設設備內(nèi)源特性參數(shù)（設備等效激勵力及等效質(zhì)量）不受基座、隔振器等外部參數(shù)影響，通過改變隔振器類型開展設備臺架試驗，并通過線性回歸方法對設備內(nèi)源特性參數(shù)（設備等效激勵力及等效質(zhì)量）辨識，獲得設備內(nèi)源特性參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，開展試驗研究，驗證方法有效性。

關(guān)鍵詞：參數(shù)識別；隔振器；內(nèi)源參數(shù)；識別方法

引言

由于機械設備比較復雜，且設備在不同工況下運轉(zhuǎn)時，設備振動的輸出力與接收結(jié)構(gòu)的特性有關(guān)，不同的基座、不同的安裝方式會改變注入接收結(jié)構(gòu)的能量和接觸力大小。工程中需要獲取不同安裝條件下（不同安裝位置或方式）設備振動輸出到基座的能量和激勵力，從而進行聲學預報與控制。設備制造商在設備出廠之前進行臺架試驗，測得設備對臺架傳遞的激勵力，給出加速度值，但由于臺架試驗無法模擬實際情況，因此無法直接應用于真實的工況中，解決工程中的實際困難。所以，通過機械設備的內(nèi)源特性試驗，獲得設備的內(nèi)源特性非常有必要。

Breeuwer和Tukker提出設備“自由振速”等參數(shù)后，設備內(nèi)源激勵的不變性才逐步被認識。所謂設備自由振速，是指將設備懸吊起來使其不與基礎(chǔ)連接，設備正常開啟時的機腳振動速度，該理論假設設備的內(nèi)源特性不隨設備安裝條件發(fā)生改變?！白杂伤俣取崩碚摵芸毂辉囼炞C實，以“自由速度”理論為基礎(chǔ)的設備激勵力計算方法也被逐漸建立和完善起來。1987年Mondot等在自由速度理論的基礎(chǔ)上引人源描述符來表征設備的源特性，F(xiàn)ulford，Gibbs等將結(jié)構(gòu)聲源描述符拓展到多點、多激勵耦合情況，使人們對設備的內(nèi)源特性有了較為深刻的認識。圍繞設備自由速度的測量，JuhaPlunt指出設備的自由懸掛條件可由設備安裝于軟彈簧上近似滿足。梁軍基于導納和能量流推導出機械振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)聲功率的估算公式，利用機械設備振動源特性描述參數(shù)，建立不同安裝狀態(tài)下的機械設備振動激勵特性的轉(zhuǎn)換關(guān)系。嚴斌等通過物理試驗分析，證明了設備自由速度的測試條件：即設備的自由速度可在與機腳阻抗失配10倍以上的隔振器上測量得到。原春暉以自由速度作為描述振源激勵特性的參數(shù)，通過對機器-隔振器-基座系統(tǒng)的分析，得到了作用于基座結(jié)構(gòu)的激勵力與機器自由速度之間的關(guān)系，最后來測量機械設備的自由速度。然而對于實船大型設備（如主機、柴發(fā)機組等）而言，設備“自由速度”的測試條件往往不易滿足，設備自由速度的測量結(jié)果也會因隔振器與機腳阻抗的失配性而產(chǎn)生一定誤差?？梢?，設備“自由速度”理論雖反映了設備內(nèi)源特性的不變本質(zhì)，但當不滿足設備“自由速度”測試條件時，仍不能得到設備對船體的激勵載荷。

本文方法理論與設備自由速度理論不同，認為設備的內(nèi)源特性保持不變，同時內(nèi)源特性參數(shù)的獲得只需要通過兩次振動試驗測試，然后通過換算得到，不必采取自由速度測試環(huán)境的苛刻條件而得到。知曉設備內(nèi)源特性后，即可進一步計算設備機腳振動加速度值，獲取設備激勵載荷，為艦船聲學預報提供輸入。