第１７卷增刊２００４年８月振动工程 学报Ｖｏｌ． １７ Ｎｏ． ＳＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ． ２００４双层隔振装置冲击试验研究施原乐开仕（中船重工第七一一研究所上海，２０００１１） 摘要通过跌落式冲击试验方法，验证了柴油电机组双层隔振装置可以达到有效的冲击隔离效果，从而保证舰船设备在强烈冲击环境中仍能正常工作。双层隔振装置的自振周期远大于冲击输入持续时间才能取得良好的冲击 隔离效果， 建立的跌落式冲击试验装置可以用来进行中小型舰船设备的抗冲击能力校核试验。关键词： 隔振；冲击试验中图分类号： ０３２ 舰船主要设备的抗冲击能力，是衡量舰船生命力的重要指标之一，各国海军历来都十分重视舰船主要设备的抗冲击研究。按国内外有关舰船设备抗冲击设计要求，所有新研制的设备必须进行冲击强振柴电机组、升降台面、缓冲垫、导向装置、升降装置、载荷释放钩、大型钢筋混凝土基础、测试分析仪器等组成。由于升降台面刚度很大，可以不计冲击时的变形。缓冲垫的质量相对台面和试件很小，可以简度考核试验才能上舰［［ｉ．２１。本文通过跌落式冲击试验装置验证了双层隔振装置可以达到良好的冲击隔离效果。同时通过试验结果证明了该试验装置可以用来进行舰船设备的抗冲击能力分析试验。化成无质量的弹簧。基础可以视为刚度和质量无穷大。因此，整个冲击过程可简化成固定在升降台面上的试件与刚度为Ｋ的弹簧相碰撞，其力学模型如图２所示。ｘ２ １跌落式冲击试验装置原理戈１．１试验装置组成和原理 垂向冲击试验台按跌落式冲击试验机原理设计，其结构如图１所示。试验台由试件２０ＧＦ隔导向支架１钢丝绳占 孔－凡机组中间筏体１ ５，，多Ｋ，升降基座柴电机组＋上层隔振器跌落高度ｘ静变形最大动变形中间筏体 下层隔振器升降平台冲击锤图２冲击系统力学模型缓冲垫１．２试验方法图１跌落式冲击试验台结构图 在给定的缓冲垫刚度下，将试件（安装在升降台面上的柴电机组双层隔振装置）提升到要求高度，利用机械释放钩使其无初始速度释放，沿导轨自由落收稿ａ期．２００４－０４－２５振动工程学报第１７卷下。台面底部冲击锤与缓冲垫碰撞产生冲击输人，通过安装在各测点上的加速度计和分析记录仪测量记录冲击过程的加速度或速度时间历程，并进行信号分析处理。隔振器的冲击压缩变形用压针测量。值低的响应。第二阶段的时域波形近似于衰减正弦波，其基波接近半正弦脉冲波。从表２可以看出试验方案下的冲击传递率都比较小，表明双层隔振装置可以取得良好的冲击隔离效果。冲击脉宽１３ ｍｓ的冲击输人情况下的冲击隔离效果要优于冲击脉宽１６２试验结果分析２．１试验方案 采用ＤＪ－４００隔振器的双层隔振装置按表１的试验方案进行冲击试验。通过不同缓冲垫组合来模拟不同脉宽的半正弦波冲击输入，利用不同的跌落高度来模拟不同的冲击输人载荷大小。布置了两个测点：测点１在升降台面上平面中心位置（冲击输人）；测点２在机组联接箱下平面（机组响应）。表１双层隔振装置冲击试验方案 缓冲垫性能－－一．一一‘－一ｍｓ的冲击输人试验方案的试验结果，表明双层隔振系统的自振周期大于冲击输人持续时间时，柴电机组的响应会大大地降低。因此对于处理柴油机、柴油机动力装置等设备的冲击防护问题，隔振系统的固有频率应设计得较低才能取得良好的冲击隔离效果。犷５冶）＼侧瑕晨。，０００【ｃｈｌ ＥＵｚｎ／ｓ＇ Ｃａｌ＝１０．００ ｍｖ／ＥＵ冲击输人脉宽‘户一一一－一一冲击输人脉宽．一。，０００Ｃａｌ ＝３１．６０ ｍｖ／ＥＵ介９欢的跌落高度Ｈ／ｍｍ ２５ ５０ １００ ２５ ５０ １００／日９州仍）＼侧瑕口只９嗽９一州１Ｉ ｃｈｌｒ二 二二１０ ｍｓ ｒ：二二１３ ｍｓ２．２试验结果 图３为一试验方案下的试验测量结果，表２为最大冲击加速度峰值及隔振器垂向压缩变形。从图３可以看出上限分析频率为１ ｋＨｚ的冲击输人加速度时域波形可分为两个阶段：第一阶段是持续时间短，加速度值高的响应；第二阶段是持续时间长，加速度ｒ／ｍｓ （ｃｈｌ：冲击输人时域曲线；ｃｈ２：机组响应时域曲线）图３冲击输人脉宽：＝１６ ｍｓ跌落高度Ｈ＝１００ ｍｍ的试验结果 表２双层隔振装皿冲击试验测ｆ结果隔振器型号冲击脉宽／ｍｓ 跌落高度／ｍｍ ２５５０最大加速度／／（ｍ・ｓ －Ｚ）冲击输人２４８．０４３３． １４９５．１３７７． ９６４７．８７６８． ７隔振器静变形／ｍｍ上层１几１Ｊ１一１了，八」〕，１上１１ｔ上了今１‘１． … 冲击传递率０．２１３０． １８４０．２７８０．１１８０．１１１０． １５０机组响应５２．９７９． ５１３７．５４４．７下层８．１１．１６．５．ＤＪ－４０００ｎｌ（｝－一一０户公』Ｊ议）５０ｎ妇｝７１． ７１１５． ２口１１．１６．．３结论试验的一些关键技术如导向，载荷释放，模拟冲击波形等，可作为中小型设备的冲击试验台，稍经改装也可进行隔振器的冲击试验。参考文献 通过对２０ＧＦ柴电机组双层隔振装置进行跌落式冲击试验，证明了进行隔振系统的参数优化配置后可以取得良好的冲击隔离效果，从而达到减小柴电机组受到冲击的目的。本冲击试验台，解决了冲击ＧＪＢ１５０．１８－８６军用设备环境试验方法一冲击试验增刊施原等：双层隔振装置冲击试验研究８１５２舰艇建造规范译文集：ＢＶ０４３０，冲击安全性Ｓｈｏｃｋ Ｔｅｓｔｓ ｏｆ Ｄｏｕｂｌｅ Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｍｏｕｎｔｅｄ ＳｙｓｔｅｍＳｈｉ Ｙｕａｎ Ｌｅ Ｋａｉｓｈｉ（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍａｒｉｎｅ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００１１）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｓｈｏｃｋ ｔｅｓｔｓ，ｔｈｅ ｇｏｏｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｈｏｃｋ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｆｏｒ ｄｏｕｂｌｅ ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ ｍｏｕｎｔｅｄｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｓｈｉｐｂｏａｒｄ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｆｒｏｍ ｖｉｏｌｅｎｔ ｓｈｏｃｋ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ ｍｏｕｎｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ ｆｏｒ ｓｈｏｃｋ ｉｓｏｌａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ， ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｖｉａ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｏ ｄｏ ｓｈｏｃｋ ｔｅｓｔｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｆｏｒ ｍｅｄｉａｎ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｓｈｉｐｂｏａｒｄ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ；ｓｈｏｃｋ ｔｅｓｔ第一作者施原男，２程师，１９７７年５月出生。电话：（０２１） ６３１６８７７８； Ｅ－ｍａｉｌ： ｓｙｊｔｕｂ０ｓｏｈｕ． ｃｏｍ
