64945鱼雷振动模态测试方法 标准 CB 1320-1998.pdf

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1、U 7 4 II i 中 国 船 舶 二 二业 总 公 司 部 标 准 C B 1 3 2 0 一 9 8 鱼 雷 振 动 模 态 测 试 方 法 T o r p e d o v i b r a t i o n mo d a l me a s u r e me n t me t h o d 1 9 9 8 一0 3 一2 0 发布1 9 9 8 一0 8 一0 1 实施 中国船舶工业总公司发 布 中国船舶工 业总公 司部标 准 C B 1 3 2 0 - 9 8 分类号: li 7 4 鱼雷振动模态测试方法 To r p e d o v i b r a t i o n mo d a l me

2、a s u r e me n t me t h o d 范围 1 . 1 主题内容 本标准规定了鱼雷振动模态测试的场地环境、 被测鱼雷、 测试设备和装置、 测试程序、 数据处理和测 试结果输出等 1 . 2 适用范围 本标准适用于鱼雷全雷在空气介质中的振动模态测试。鱼雷上的系统和组件也可参照使用。 2引用文件 G B / T 2 2 9 8 -9 1 机械振动与冲击术语 G J B 5 5 1 -8 8 火工品术语 定义 机械振动术语按 G B / T 2 3 9 8的规定。 火工品术语按 GJ B 5 5 1的规 定 33132 一般要求 4 . 1 测试场地及环境 4 . 1 . 1 测试

3、场地 a .测试场地地面应光洁平整. 通风防尘 地面铺设橡胶板， 有足够的照明。 b 测试场地应备有稳定清洁的电源 C .测试场地应有良好的接地线。 d .测试场地应无振动和强电磁干扰。 4 . 1 . 2 测试环境 a .测试环境温度为 1 0 -3 15 C b .测试环境相对湿度不大于 7 5 % e C .测试环境压力为地面大气压 4 . 2 被测鱼雷 4 . 2 . 1 质量及刚度 被测鱼雷的质量及质量分布、 刚度及刚度分布应与所选定的鱼雷配置相同 4 . 2 . 2 液体燃料代用工质 进行振动模态测试的 热动力鱼雷应采用同 样密度的无毒、 无腐蚀性代用工质代 替实际燃料。 4 .

4、2 . 3 炸药及火工品处置 一止哑述遇兰 q k 迪 ) c 工 o n 2 鱼 雷 进 行 振 动 模态 测 试， 例如 已 装 药 的 战 雷 段、 爆 发 器、 爆 炸 螺 栓、 点 中国船舶工业总公司1 9 9 8 一0 3 一2 0 批准1 9 9 8 一0 8 一0 1 实施 1 C B 1 3 20 - 9 8 火器等。应采用质量和刚度相同的模拟件代替， 其固定和安装方式应与原件相同。 4 . 2 . 4 推进电池 电动力 鱼雷的推进电池应采用质量和刚度与实际电池相同的模拟件代替， 固定和安装方式应与原 件相同。 4 . 2 . 5 精密敏感元件 可视具体情况采用原件或模拟件。

5、 4 . 3 支承条件 4 . 3 . 1 支承方式 被测鱼雷的支承方式可采用弹性悬挂支承方式或弹性底座支承方式。 4 . 3 . 2 支承系统自振频率 无论采用何种支承方式， 支承系统的自振频率应低于被测鱼雷最低阶模态频率的 2 0 %, 4 . 4 激励方式 4 . 4 . 1 小型鱼雷 小型鱼雷可采用脉冲激励( 锤击法) 和随机激励反 单点激励或两点激励) 。 采用锤击法时， 其输入能量 在不产生非线性激励条件下应足以激起鱼雷结构的前 1 0阶以上模态。 4 . 4 . 2 大型鱼雷 大型鱼雷应采用两点或多点随机激励。若采用锤击或单点随机激励方式， 应先进行预试， 确认激励 能量足够方可

6、采用。 详 细要求 5 . 1 测试设备和装置 5 . 1 . 1 组成 测试设备和装置由激振系统、 测量系统、 数据采集处理系统和支承装置等组成。主要包括: a .信号源; b ，功率放大器; c ， 力锤 ; d .电磁激振器; e .电液激振器; f ，柔性杆; 9 .力传感器; h .加速度传感器; 1 .电荷放大器; J 磁带机; k .信号分析仪; l .支承刚架; m.弹性绳; n .吊带 ; 。 .支承底座. 5 门. 2 要求 5 . 1 . 2 . 1 测试设备的计量 测试设备应经计量校准合格， 并在计量校准有效期内。 5 . 1 . 2 . 2 激振系统 激振系统应符合下

7、列要求: z CB 1 3 2 0 - 9 8 a .信号源， 应能提供正弦、 随机等多种激励信号。应有压缩控制功能， 以保证实现恒力激振; b .功率放大器， 应能与激振器相匹配; c .力锤， 为了得到不同的脉冲宽度， 允许锤头采用不同材料; d .电磁激振器， 激振力应不小于 1 0 0 N; e .电液激振器， 其频响范围应覆盖鱼雷模态频率; f .柔性杆， 在激励力传递方向上应有足够的刚度， 在其他方向上应足够柔软。 应适当选择柔性杆的 直径和长度， 使其纵向压缩振动和横向弯曲振动固有频率避开激振频率。 5 . 1 . 2 . 3 测量系统 a .力传感器. 自重要小 量程应在要求范

8、围内. 工作频率应不小于 1 0 k Hz , b .加速度传感 器， 自 重要小， 工作频率应能覆盖鱼雷模态频率， 横向灵敏度应不大于主 轴线方向灵 敏度的 5 %, 5 . 1 . 2 . 4 数据采集处理系统 5 . 1 . 2 . 4 . ， 数据采集 可采用微机控制的数据采集系统。如果采用磁带机， 磁带机应符合下列要求: a .频率响应: 5 - 2 0 k Hz ; b 信噪比: 大于 4 0 d B ; c .在额定输出时， 非线性失真系数不大于 3 %; d ，有过载指示。 5 . 1 . 2 . 4 . 2 数据处理 数据处理应包括频率响应分析和模态参数识别， 并将测试结果绘

9、图和打印输出。 系统的信号分析功 能应符合下列要求: a .足够的频响范围; b 应有直接、 电荷及浮地等不同的信号输入方式; c .有低通滤波能力; d .能计算H ( 输出误差估计模型) , H: ( 输入误差估计模型) , H3 ( 输入输出误差估计模型) 三种频响 函数 。 e .能进行相干分析; f .能提供必要的窗函数， 并能在屏幕上进行调整; 9 .有信号存储及细化功能。 5 . ， . 2 . 5 支承装置 5 . 1 . 2 . 5 . 1 弹性悬挂支承 a .支承刚架. 悬挂鱼雷的刚架应有足够的刚度. 安置在地面上应牢固稳定。 b .弓 单 性绳和吊带 悬挂鱼雷的弹性绳应满

10、足鱼雷重量的需要， 其伸长量应与载荷大小成近似线性 关系. 使在悬挂被测鱼雷时 其伸长量在弹性范围内。被测鱼雷通过吊带与弹性绳连接， 吊带应无弹性。 5 . 1 . 2 . 5 . 2 弹性底座支承 固定鱼雷的支承底座除在重力 方向 外， 其他方向不应构成约束。 被测鱼雷通过弹性支承固定在底座 上. 5 . 2 测试程序 5 . 2 . 1 测试系统方框图 52 . 1 . 1 脉冲激励测试系统框图见图 1 , C B 1 3 2 0 - 9 8 支 承 刚 架 图 1 脉冲激励测试系统框图 1 . 2 随机激励测试系统框图见图 2 , 支承刚架 / / / 图 2 随机激励测试系统框图 5

11、. 2 . 2 测试准备 52 . 21 安装传感器 a .传感器位置及数量: 测试传感器位置应兼顾纵向和周向两方面。 置， 沿纵向可以均匀布设或选择特征部位布设. 个以上测点。测点总数应不少于 5 0 个。 应根据假定的数字力学模型布 周向可选择典型截面布设. 每一截面沿周向均匀布置 6 C s 1 3 20 一9 8 b .安装: 传感器可通过衬垫或直接固定在被测鱼雷雷体上。传感器主轴应与鱼雷纵轴垂直。安装 应牢固 在传感器主轴方问应是刚性的. 不允许有松动或滑移。安装方式不应损坏鱼雷表面。 5 . 2 . 2 . 2 安装被测鱼雷 被测鱼雷支承位置应尽可能位于模态节点附近. 允许在预试时

12、进行调整。被测鱼雷应保持水平状 二 r , 5 . 2 . 2 . 3 安装激振器 a .脉冲激励. 脉冲激励点应选择在刚性较大的连接环部位. 不应选在如孔盖、 孔塞及与鱼雷壳体非 刚性连接的元件上。 b .随机激励. 单点随机激励应选择在鱼雷中部。两点或多点随机激励则应分别位于鱼雷前部、 中 部和后部 c 激振器应与支承刚架弹性连接。 5 . 2 . 2 . 4 测试设备检查 将测试系统各设备正确连接. 开机使每台设备处于正常工作状态 5 . 2 . 2 . 5 测试系统联调与标定 测试系统应预加激励信号进行系统调试. 用标准质量块对测试系统进行标定。 5 . 2 . 3 测试实施 5 .

13、2 . 3 门输入物理模型数据 将选定的测量点座标值输入数据处理系统。 5 . 2 . 3 . 2 调整测量系统 给被测鱼雷施加激励信号 通过示波器观察各测点显示， 适当调整各电荷放大器放大倍数. 使系统 处于最佳信噪比状态 并作记录。 5 . 2 . 3 . 3 测试 若不能同时对各测点进行测试 允许将测点分为几组分步进行测试。分步测量时. 应注意保持激振 系统和测试系统的一致性。 5 . 2 . 3 . 4 测试记录现场分析 测试记录应在现场进行回放和初步分析 计算频啊函数， 保证测试记录有效。 5 . 3 数据处理和测试结果 5 . 3 . 1 数据处理 计算机的数据处理程序( 软件)

14、应包括下列功能: a .能容纳足够的测点数， 一般应不少于 3 0 0 点; b .能进行三种座标( 直角座标、 圆柱座标、 球面座标) 及不少于 6个子构件的结构描述及运算， 包括 局部座标向整体座标的转换; c 应具有不少于四种参数识别方法. 能进行实模态和复模态参数识别; d .应能对分析精度有一定判别能力. 帮助操作人员选择分析精度; e .有振型动画显示功能 ; f .有结构修改功能。 5 . 3 . 2 测试结果 5 . 12 . ， 测试结果有效性 应采用多种判据证明测试结果有效。 5 . 12 . 2 测试数据要求 测试结果应包括至少 1 0阶模态的模态频率、 模态阻尼比和模态

15、振型。 5 . 12 . 3 测试结果报告 测试结果报告格式见附录A( 补充件) 。 C B 1 3 2 0 -9 8 附录A 测试结果报告 ( 补充件) 被测鱼雷参数及测试条件 见表 A l , 主要测试设备， 见表A 2 , 测试结果数据， 见表A3 , 应给出各阶模态振型图。 JI门JJC口月月 AAAA 表A 1 被测鱼雷参数及测试条件 时间 地点 名称 代号 长度 一 直径 重量重心 代用工质 及代用件 说明 测点、 支 承 点 和 激 励点位置 测试人员( 签名) Cs 1 3 2 0 - 9 8 表 A 2 主要测试设备 名称型号 一 一 一 l 一 l一 一 一 一 一 一 一 一 测试人员( 签名) 表 A 3 测试结果数据 模 态 序 号 模态颇率 H 乞 模态阻尼 % 测 试 人 员 签 名 ) 附加说明: 本标准由船舶总公司六0一院提出。 本标准由 船舶总公司第七0五研究所负责 起草。 本标准主要起草人: 辜长庆、 曾忠莲、 武耀坤。