ICS17.140 A 59
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T22159.1-—2012/IS010846-1:2008
声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法：第1部分：原理与指南 Acoustics and vibration-Laboratory measurement of vibro-acoustic transfer
properties of resilient elements--Part 1 : Principles and guidelines
(ISO10846-1:2008.IDT)
2013-06-01实施
2012-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 22159.1—2012/ISO-10846-1:2008
目 次
前言引言范围
I
1 2 3 术语和定义 4 适用标准的选择 5 6 测量原理附录A（资料性附录） 与动刚度有关的函数附录B（资料性附录） 传递刚度矩阵对称性的作用附录C（资料性附录） 简化的传递刚度矩阵附录D（资料性附录） 弹性元件的线性特性· 参考文献
规范性引用文件
理论背景
13
14 16 18 19 GB/T22159.1—2012/IS010846-1:2008
前 言
GB/T22159《声学与振动弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法》分为以下5个部分：
第1部分：原理与指南； -第2部分：弹性支撑件平动动刚度的直接测量方法；第3部分：弹性支撑件平动动刚度的间接测量方法；第4部分：弹性支撑件之外的元件平动动刚度；一第5部分：测定弹性支撑件低频平动动刚度的驱动点法。
本部分为GB/T22159的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分等同采用ISO10846-1:2008《声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第
1部分：原理与指南》。
本部分由中国科学院提出。 本部分由全国声学标准化技术委员会(SAC/TC17)归口。 本部分主要起草单位：中国科学院声学研究所、南京大学、西北工业大学、合肥工业大学、同济大学、
北京市劳动保护科学研究所、长沙奥邦环保实业有限公司。
本部分主要起草人：程明昆、田静、吕亚东、邱小军、陈克安、李志远、毛东兴、俞悟周、李孝宽、吴瑞、 莫建炎、尹。 GB/T 22159.1—2012/IS0 10846-1:2008
引言
各种被动隔振器用来降低振动的传递，例如汽车发动机悬置、建筑物的弹性支撑、船用机器的弹性支撑和弹性（柔性）联轴器以及家用电器中的小型隔振器。
本部分是GB/T22159其他部分的应用指南，它们描述了支配线性弹性元件振动传递最重要的量，即与频率有关的动刚度的实验室测量方法。本部分提供了理论背景、方法原理、方法的局限性以及如何选择本系列标准中最恰当的部分。
在GB/T22159标准中的所有部分对实验条件的描述包括了静态预载的运用。 这些方法得到的结果适用于防止低频振动和降低结构声的弹性元件。但是，这些方法没有提供能
完整描述弹性元件用于衰减低频振动或冲击偏移的进一步信息，需要附加的资料加以阐述。
二 GB/T22159.1—2012/ISO10846-1:2008
声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第1部分：原理与指南
1范围
GB/T22159的本部分规定了应用GB/T22159.2、GB/T22159.3、GB/T22159.4和GB/T22159.5在实验室测量弹性元件传递特性的原理，并为选择合适的标准提供帮助。
本部分适用于用来降低下列振动传递的弹性元件： a）音频振动（20Hz～20kHz的结构声)向结构的传递，它可能导致结构辐射流体声（如空气声、
水声或其他媒质的声音)； b）低频振动的传递（通常在1Hz～80Hz)。比如它会对人体产生影响，或当振动过于严重时可
能对结构造成损害。 本部分对测试方法作了简介，而在GB/T22159.2、GB/T22159.3、GB/T22159.4和GB/T22159.5中
作了进一步的阐述。采用这些试验方法所获得的测量数据可用于：
生产厂商和供应商提供的产品信息；一产品研发过程中所需信息；产品质量控制；计算通过弹性元件的振动传递。
-
保证测试方法有效的条件为： a）弹性元件振动特性为线性（包括静态的载荷变形特性为非线性的弹性元件，但在给定的静态预
载荷下，该元件需具有近似线性振动特性）； b）隔振器与相邻的振源及接收结构之间的接触界面可以简化为点接触。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T2298机械振动、冲击与状态监测词汇(ISO2041：2009，IDT) ISO/IECGuide98-3测量的不确定度第3部分：测量中不确定度的描述指南[Uncertaintyof
measurement—Part 3:Guideto the expression of uncertainty inmeasurement(GUM1995)]
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
隔振器vibrationisolator 弹性元件resilientelement 用于减弱一定频率范围内的振动传递而专门设计的隔振元件。
1 GB/T22159.1—2012/IS010846-1:2008
3. 2
弹性支撑件resilientsupport 可支撑起机器、建筑物或其他类型结构的隔振器。
3. 3
测试元件testelement 被测弹性元件，包括法兰和必要的辅助固定夹具。
3. 4
阻滞力blockingforce Fb 外加于隔振器输出端的动态约束力，可使隔振器产生零位移输出。
3. 5
驱动点动刚度 dynamic driving point stiffness k1.1 输出端被阻滞的条件下，作用在隔振器输入端的力相量F，与输人端位移相量u之比，和频率有关。
ki.1 - Fi / ui
注1：下标1”表示在输入端测量的力和位移。 注2：k1.1的值会与静态预载荷、温度、相对湿度及其他条件有关。 注3：在低频，主要由弹力和阻尼力决定k1.1，在高频时，还会受到弹性元件惯性力的影响。
3. 6
隔振器逆向驱动点动刚度dynamicdrivingpointstiffnessofinvertedvibrationisolator k2,2 将隔振器的物理输入端和输出端互换后得到的驱动点动刚度。 注：在低频段，驱动点刚度仅由弹力和阻尼决定，此时1.1=k2.2，在高频段，还受到惯性力的影响，因此1.1和2.2在
不对称的情况下是不相同的。
3.7
动［态传递］刚度dynamictransferstiffness k2,1 与频率有关的复数；为弹性元件输出端阻滞力相量F2,与其输人端的位移相量u之比：
k2,1=F2,b/ ul
注1：下标1、2分别代表弹性元件的输人端和输出端。 注2：k2的值可能和静态预载荷、温度、相对湿度及其他条件相关。 注3：低频时，k21仅取决于弹性力和阻尼力，且1-1杀k2-1。（1表示隔振器输入端的作用力与位移之比）。高频
时，k2,1还会受到弹性元件内部惯性力的影响，k1.1k2.1。
3.8
弹性元件损耗因子 lossfactorofresilientelement n 2.1的虚部与实部之比，即k2.1相位角的正切值。低频条件下，弹性元件惯性力的影响可忽略不计。
3. 9
点接触pointcontact 如同一刚性物体表面振动的接触面。
2 GB/T22159.1-—2012/ISO10846-1:2008
3. 10
线性linearity 满足叠加原理的弹性元件动态特性。 注1：叠加原理可表述为：系统输人为:(t)时，输出为y(t)；输人为工z(t)时，输出为y2(t)。对于任意常数a、b，以
及(t)和工:(t)，当输人为az(t)十btz(t)，输出为ay(t)十by2(t)时，则系统满足叠加原理。 注2：在实践中，采用上述方法进行系统线性特性的检验是不实际的，一种有限度地检验线性特性的方法是通过测
量二输入级范围内的动刚度来实现的。对二给定的预载荷，如果动度基本不变，则可认为该系统是线性的。事实上，该方法检验的是系统响应与激励之间的比例关系。
3. 11
直接法directmethod 测量隔振器输人端位移（速度或加速度）及输出端阻滞力的方法。
3. 12
间接法indirectmethod 当隔振器输出端载有一质量已知的刚体时，测量弹性元件振动的位移（速度或加速度）传递率的
方法。
注：除了类似质量阻抗的情况，术语“间接法”可能包括任何已知其阻抗的负载。然而，GB/T22159中并未涉及此
类方法。
3. 13
驱动点法drivingpointmethod 隔振器输出端受阻滞时，测量其输人位移（或者速度或者加速度)及输入端作用力的方法。
3. 14
侧向传递flankingtransmission 隔振器输人端激励产生的振动，经由待测弹性元件以外的其他路径传至输出端，使隔振器输出端产
生的力和加速度。 3. 15
上限频率upperlimitingfrequency fuu 根据GB/T22159各部分所给出的准则，对k1.2的结果有效的最高频率。
4适用标准的选择
表1给出了选择GB/T22159系列标准中适用部分的指南。
表1# 选择指南
GB/T 22159.2
GB/T 22159.3
GB/T 22159.5 点驱动法
GB/T 22159.4 直接或间接法非支撑件
直接法支撑件
间接法支撑件
支撑件
弹性元件类型
波纹管、软管、弹性 见GB/T22159.2和联轴节、输电线
示例
仪器、设备、机械和建筑物的弹性台座
GB/T 22159.3
3 GB/T22159.1—2012/ISO10846-1:2008
表1(续)
GB/T 22159.4 直接或间接法
GB/T 22159.2
GB/T 22159.3
GB/T 22159.5 点驱动法
直接法
间接法
f2~fs f2通常（但不限于）
1Hz~fuL fu取决于测试装 在20Hz～50Hz之 直接法：见GB/T 置；通常（但不局限 间。对于非常坚硬 22159.2; 于)
1 Hz~fu. fu通常（但不限于）< 200 Hz; fur取决于测试装置和测试元件特性
有效频率范围
的台座fz>100Hz。 间接法：见GB/T
300 Hz 5kHz但和测试装置有关
平移分量转动分量 95%置信概率条件下的扩展测量不确 可按照GUM来估算 4dB(作为上限) 定度
1、2或3 无
1、2或3 资料性附录
1、2或3 资料性附录
1、2或3 无
可按GUM来估算
4dB(作为上限)
注：在有效频率范围，并在各方法的测量不确定度范围内，直接法、间接法和点驱动法会得出一致的结果。
第5、6章中将给出更进一步的指南。
5理论背景
5.1动刚度
本章阐明了为什么在很多实际应用中，动刚度是最适宜描述弹性元件振动-声传递特性的原因。同时也介绍了其他一些振动-声特性的特殊情况，这些特性虽然在GB/T22159其他部分中没有涉及到，但同样也是必要的。
正如3.7所定义的，动刚度取决于弹性元件的弹性、惯性和阻尼特性。用刚度特性表述测试结果和通常使用的静态和/或低频动刚度的数据相符合。惯性力的另一重要作用（即隔振器内的弹性波效应）使得高频的动刚度比低频更复杂。在低频时，只有弹性力和阻尼力起主要作用。因为通常情况下弹性模量和阻尼特性在这个频段与频率关系不大，因此，这同样适用于低频动刚度。
注：对许多弹性元件而言，静刚度不同于低频动刚度。 原则上，振动-声弹性元件的动刚度取决于静态预载、温度和相对湿度。以下的理论中，假设弹性元
件具有3.10所定义的线性特性，更多资料见附录D。
附录A中列出了动刚度与其他参数间的关系。这些关系意味着在实际测试操作中，只有根据实际情况才能决定是测量位移、速度还是加速度，但要使结果表述与GB/T22159的其他部分相一致，还需要进行适当的转换。 5.2--弹性元件的动刚度矩阵 5.2.1.概述
分析复杂振动系统的常用方法是采用刚度矩阵、柔度矩阵、传递矩阵概念。矩阵元素基本上是频率