笔者采用3D打印的方式,打印了实验中使用的ABH动力吸振器主体部分。其中,ABH梁总长度为13cm,楔形段长度为10cm,使用的材料为316L不锈钢,阻尼层材料为3M公司生产的软橡胶阻尼,阻尼层厚度为0.15cm。
冰箱压缩机与冰箱压缩机舱底板有4个连接点。其中,压缩机前侧2个底角通过螺栓进行连接。
在实验中,笔者在机脚螺栓上安装型号为PCB356A2的加速度传感器,采集通过该绞脚的压缩机振动信号。
在该实验中,笔者首先采集了冰箱压缩机转速在2700r/min和3900r/min2种稳态转速下的振动信号,随后使用金属黏合剂,将ABH动力吸振器安装在加速度传感器所在的绞脚上,使kt、kq2组参数大于理论的固定约束刚度1×1010 N/m,重复采集在2种转速下稳态运行的振动信号,并进行比较分析。
当压缩机转速为2700r/min时,附加和未附加ABH吸振器绞脚处的加速度频率响应。压缩机附加ABH动力吸振器后,加速度频响在20Hz~1000Hz内多个控制频率的峰值处于下降。
实验结果表明:在该工作频率下,安装ABH吸振器后,压缩机绞脚处的振动峰值频率在3~7阶次有较好的抑制效果,其中,第4、5和7阶振幅分别降低了6.26dB、7.6dB、5.15dB。
但在第8阶次压缩机的振动幅值有略微上升,其原因为冰箱振动并非仅由压缩机激励,冰箱的风机运转振动、制冷管路振动均会对实验结果产生影响。另外,制造工艺误差也会对减振效果产生不利影响。
为了进一步验证该ABH吸振器在压缩机的其他转速下也有控制效果,在另一组实验中,笔者利用信号发生器将压缩机控制频率调高到130Hz,即压缩机转速为3900r/min,然后重复前面的实验步骤。
压缩机转速为3900r/min,在20Hz~1000Hz频率范围内,ABH动力吸振器仍然能够衰减压缩机的振动;另外,非压缩机工作频率91.02Hz、100Hz和229.7Hz处峰值均有下降。
同样,在该工况下,笔者取前10阶次的振动测试结果进行分析。
压缩机转速在3900r/min时前10阶次振动幅值。在附加ABH动力吸振器后,振幅除了在第2、6阶次略有上升,压缩机其余阶次频率处振动幅值均有不同程度的衰减;在第5、7、8和9阶次振幅分别降低了3.26dB、3.43dB、2.68dB和1.87dB。
因此,采用该ABH动力吸振器将能够在一定程度上抑制压缩机振动能量的传递。
压缩机是家用冰箱的主要振动激励源,抑制其振动传递可以有效地减小冰箱振动噪声。在压缩机振动传递路径上附加动力吸振器,可以有效抑制压缩机的振动能量,同时成本低。
为此,笔者以ABH结构与动力吸振器工作原理为基础,设计了一种可用于冰箱压缩机振动抑制的ABH动力吸振器,并通过实验测试了该ABH结构在冰箱压缩机振动抑制中的效果。
采用半解析法计算了ABH结构模态损耗因子,并验证了该建模方法的准确性;研究了ABH梁楔形端长度和厚度对fcut-on的影响,并根据计算结果设计了一款符合冰箱压缩机振动能量集中频段的ABH动力吸振器模型;
分析实验结果表明,该ABH动力吸振器在压缩机2700r/min和3900r/min2种转速工况下,均能够在一定程度上抑制压缩机的振动传递,在20Hz~1000Hz频带中,前10阶次均具有8个阶次以上的振动响应幅值得到了有效抑制。
笔者采用ABH动力吸振器抑制了冰箱压缩机绞脚振动的传递,从而降低了冰箱噪声;但在冰箱的实际工作中,风机、冷凝器等部件也会传递振动能量,且部分振动为非稳态振动信号。因此,在下一步的工作中,笔者将采用不同的振动传递控制方式,进行冰箱振动传递抑制的实验研究。