[发明专利]一种实现金属波纹管组件干湿模态试验的装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种实现金属波纹管组件干湿模态试验的装置，使用质量压板的重量替代实际产品中波纹管组件内外的气液腔压差、利用弹性气囊的变形实现金属波纹管组件整体轴向伸缩时的位移量变化需求，通过运动封头承受质量压板的重力和弹性气囊的变形，实现金属波纹管组件干湿态下的压缩位移量差别及模态振动时轴向伸缩位移量变化需求。本发明同时公开了利用所述装置进行干湿模态试验的方法。本发明可以进行金属波纹管组件这类横向刚度小、挠度大、质量轻的薄壁对称结构的干湿模态试验，获得较为可靠的模态阻尼、振型和固有频率，为后续金属波纹补偿器、金属膜盒式蓄压器结构设计和随机、正弦振动下的疲劳寿命计算奠定基础。

技术领域

本发明涉及一种可实现金属波纹管组件干湿模态试验的装置及试验方法，属于稳压与减震设计领域。

背景技术

金属波纹补偿器和金属膜盒式蓄压器是应用较为广泛的工质调节装置，广泛使用于石化、电力、煤气及舰船等行业。这类工质调节装置主要构件一般由筒体外壳和金属波纹管组件组成，筒体外壳和金属波纹管组件外壁之间构成一个密封腔，金属波纹管组件内壁构成另外一个密封腔。根据不同密封腔体内工质的压差变化调节工质的挤出量，进而实现对系统工质的调节作用。

金属波纹管组件是金属波纹补偿器及金属膜盒式蓄压器这类装置的核心部件。以金属波纹补偿器为例，在金属波纹补偿器中金属波纹管组件是整个金属波纹补偿器气液腔的分界，隔离气液的接触防止气液互溶。金属波纹管组件和筒体外壳之间单边间隙为15mm，除此之外波纹管组件的挠度较大、横向刚度较小。因此在金属波纹补偿器进行模态试验时，由于波纹管组件受到外部干扰激励后波纹管组件横向会摆动和碰撞，进而对后续模态试验结果采集造成影响。金属膜盒式蓄压器进行模态试验时，也存在上述问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种实现金属波纹管组件干湿模态试验的装置及试验方法。

本发明的技术解决方案是：

一种实现金属波纹管组件干湿模态试验的装置，包括运动封头、质量压板、运动环、金属膜片组、下压板、接嘴封头、接管嘴、刚性底座和弹性气囊；

运动环与运动封头通过氩弧焊接成为一体，运动环、金属膜片组与接嘴封头通过微束等离子焊依次焊接成为金属波纹管组件；质量压板放置于运动封头上端，且质量压板和运动封头之间放置一个弹性气囊；

下压板将接嘴封头压紧于刚性底座上端，下压板、接嘴封头和刚性底座通过螺栓固定；

运动封头、接嘴封头和金属膜片组之间形成封闭腔体；在接嘴封头的中心处设置有接管嘴。

所述装置为轴向对称结构。

金属膜片组由若干金属膜片焊接而成。

金属波纹管组件为薄壁结构。

所述的一种实现金属波纹管组件干湿模态试验的装置的干模态试验方法，包括如下步骤：

一、将所述装置的刚性底座通过螺栓固定于力学振动试验台上；

二、在质量压板和运动环上布置加速度测点，在金属波纹管组件周身上布置非接触性位移测点，在下压板上布置加速度测点；

质量压板和运动环上布置的加速度测点数量远远大于下压板上的加速度测点数量；质量压板和运动环上布置的加速度测点数量远远大于金属波纹管组件周身上布置的非接触性位移测点数量；

三、通过力学振动试验台对装置施加激励，使装置在所述激励下发生共振，采集各测点的数据，进而计算得到振型、固有频率和模态阻尼，完成干模态试验。

所述步骤二中，测点的位置按照如下方式确定：

对实际产品的金属波纹管组件进行初步模态仿真，获得各阶振型分布情况；