滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)機(jī)體的模態(tài)試驗(yàn)分析.pdf

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1、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)機(jī)體的模態(tài)試驗(yàn)分析229滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)機(jī)體的模態(tài)試驗(yàn)分析‘李祥松洪瑋李鶴聞邦椿(東北大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)，110004)摘要：不管產(chǎn)生機(jī)理如何，壓縮機(jī)最終還是以封閉外殼振動(dòng)向外輻射的形式產(chǎn)生噪聲，對(duì)殼體特性的研究當(dāng)然也是至關(guān)重要的。在殼體的所有參數(shù)中，對(duì)其輻射能力影響的最大系數(shù)是其固有頻率。本文以一臺(tái)空調(diào)用制冷滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮杌為例，對(duì)其進(jìn)行模態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析。關(guān)鍵詞：滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；模態(tài)；固有頻率Abstract：Nomatterwhat，thenoisegeneratebycompressoreventuallyradiatethroughb

2、ytheshellintheformofvibration．SOit’snecessarytostudythesheU’scharacter．Naturalfrequencyisbiggestfactorimpacttheradiation．Inthispaper，takesamodaltestandanalysisofarollingpistontyperotarycompressorusinginacoolingair—conditioningasanexample．KeyWords：RollingPistonTypeRotaryCompressor；Modal；

3、NaturalFrequency1前言壓縮機(jī)的噪聲由動(dòng)力性氣流脈動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲和電磁噪聲等三種組成，但不管機(jī)理如何，一個(gè)壓縮機(jī)最終還是以封閉外殼振動(dòng)向外輻射的形式產(chǎn)生噪聲，對(duì)殼體特性的研究當(dāng)然也是至關(guān)重要的。在殼體的所有參數(shù)中，對(duì)其輻射能力影響的最大系數(shù)是其固有頻率。本文以一臺(tái)空調(diào)用制冷滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)為例，對(duì)其進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)測(cè)試與分析。2壓縮機(jī)機(jī)體的振動(dòng)模態(tài)試驗(yàn)2．1支承方式的選擇在模態(tài)試驗(yàn)中，試件的支承方式?jīng)Q定了試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的邊界條件，并影響結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。目前常用的支承方式有三種：自由支承、固定支承和原裝支承。本次試驗(yàn)結(jié)構(gòu)是機(jī)體單個(gè)部件，所測(cè)量的是機(jī)體的自由模態(tài)，所以

4、只能考慮使機(jī)體處于近似自由狀態(tài)，其基本支承方式是用軟彈簧懸置試件(使懸置固有頻率遠(yuǎn)低于試件的一階固有頻率)。此外，除了彈簧支承外，也可以采用橡皮繩懸掛。本次壓縮機(jī)機(jī)體模態(tài)實(shí)驗(yàn)采用懸掛式自由支承方式，即用細(xì)繩懸置試件于充氣輪胎上，如圖1所示?！?guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(10702014；50535010)?，F(xiàn)代振動(dòng)與噪聲技術(shù)(第6卷)2．2激勵(lì)方式試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的關(guān)鍵問(wèn)題之一是獲得準(zhǔn)確的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)，只有在此基礎(chǔ)上，才能準(zhǔn)確地識(shí)別出模態(tài)參數(shù)。目前，頻響函數(shù)測(cè)試技術(shù)正沿著兩條道路發(fā)展。一條道路是單點(diǎn)激振．多點(diǎn)測(cè)量(或一點(diǎn)測(cè)鼉逐點(diǎn)激振)技術(shù)；另一條道路是多點(diǎn)激振多點(diǎn)測(cè)量技術(shù)。

5、單點(diǎn)激振技術(shù)是目前世界卜廣泛應(yīng)用的技術(shù)，幾乎適用于一切振動(dòng)領(lǐng)域。按激振力性質(zhì)的不同．頻響函數(shù)測(cè)試可分為穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)、隨機(jī)激勵(lì)和瞬態(tài)激勵(lì)三類。在本次模態(tài)試驗(yàn)中采用的是單點(diǎn)激振技術(shù)中的錘擊脈沖瞬態(tài)激勵(lì)方法，即用帶有力傳感器的力錘敲擊試件，給試件一脈沖力，用裝在試件上的加速度計(jì)測(cè)量響應(yīng)，把力信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)送人結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析儀中進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別。2．3測(cè)點(diǎn)布置采用錘擊法進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)時(shí)，移動(dòng)錘擊點(diǎn)總比移動(dòng)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)更方便，因此，本次試驗(yàn)過(guò)程中固定響應(yīng)測(cè)點(diǎn)，而在不同點(diǎn)進(jìn)行錘擊激勵(lì)，同時(shí)測(cè)量、記錄激勵(lì)力加速度響應(yīng)信號(hào)。為了同計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，激勵(lì)點(diǎn)的布置盡量選在有限元模型相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上，

6、同時(shí)為避免局部模態(tài)的影響，激勵(lì)點(diǎn)盡量布置在剛度較大的部位上，在機(jī)體表面上的平整部位共布置了39個(gè)激勵(lì)點(diǎn)。加速度傳感器用特種雙面膠粘貼在第加個(gè)節(jié)點(diǎn)上(節(jié)點(diǎn)號(hào)為41)．固定響應(yīng)測(cè)點(diǎn)則選擇了部件外側(cè)的位置，機(jī)體具體激勵(lì)點(diǎn)和響應(yīng)點(diǎn)布置位置如圖2所示。寫(xiě)豢圖1壓縮機(jī)機(jī)體采用懸掛式自由支承方式圉2機(jī)體模態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置示意圖2．4測(cè)試系統(tǒng)本次模態(tài)試驗(yàn)采用丹麥B&K公司的模態(tài)測(cè)試分析系統(tǒng)進(jìn)行，主要測(cè)試設(shè)備見(jiàn)表1。試驗(yàn)前期的數(shù)據(jù)采集如圖3、圖4所示，試驗(yàn)后期數(shù)據(jù)處理分析采用ME，scopeVES軟件進(jìn)行。試驗(yàn)過(guò)程中用力對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)輪流進(jìn)行沖擊激振，由于敲擊的力度是由人掌握的，很難每次都掌

7、握得很好，因此每個(gè)測(cè)點(diǎn)都要記錄10組數(shù)據(jù)，以便以后處理時(shí)，可以對(duì)每一測(cè)點(diǎn)選較好的幾組數(shù)據(jù)做平均。根據(jù)相干值的大小判斷傳遞函數(shù)的好壞，一般情況下相干值越接近于1，表明試驗(yàn)受干擾越小，試驗(yàn)的結(jié)果越可靠。通常要求相干系數(shù)應(yīng)大于08，盡量保證同一測(cè)點(diǎn)每次激勵(lì)的相干系數(shù)在09以上。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)機(jī)體的模態(tài)試驗(yàn)分析表1主要測(cè)試儀器和設(shè)備名稱《B編號(hào)F№數(shù)量加建度傳盛器丹麥^錘^麥鋁臺(tái)金錘頭丹麥散據(jù)采集系統(tǒng)丹麥電《適＆器丹麥月線丹麥圖3試驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試系統(tǒng)3測(cè)試結(jié)果圉4模態(tài)錘頭激發(fā)信號(hào)圖5、圖6所示為壓縮機(jī)機(jī)體處于自由狀態(tài)下，在激勵(lì)力錘一次敲擊后通過(guò)加速度傳感器將振