船舶动力机械隔振设计中的功率流方法与效果评估

通过一个柔性基础上安装电机的隔振系统实例,计算其通过隔振器的功率流,应用功率流传递谱对其隔振性能进行分析评估,并附带研究了电机槽频频段的振动隔离问题,探讨了功率流分析在隔振设计中的可行性,以及功率流评估指标与振级落差指标之间的内在联系。     

浮筏系统隔振性能的功率流评价指标

文章采用刚度为常数、阻尼随频率变化的Bush单元来模拟实际的5-200Hz的隔振器的垂向机械阻抗特性。通过有限元频率响应计算得到了浮筏隔振系统的结点响应信息,在此基础上采用隔振器机械阻抗方程求得隔振器两端的受力值,进而代入功率流表达式得到了系统的输入输出功率流。对系统输入输出的加速度响应和功率流进行了对比分析,结果表明了采用功率流来评价隔振系统的优劣更能反映隔振系统的实际隔振效果。采用功率流作为隔振系统隔振效果的评价标准是合适的,而且在某些方面要优于采用单一的加速度(速度)响应作为评价指标的评价体系。     

基座对隔振器机械阻抗的影响研究

文章建立了含基座影响的隔振系统阻抗与振动功率流分析模型,分析了设备基座对隔振器机械阻抗的影响,提出了一种改进隔振器阻抗参数测试方法,以解决阻塞法测试阻抗参数过程中未考虑设备基座影响的问题。分别采用阻塞法与改进方法获得了隔振器的阻抗参数,并利用隔振系统的传递功率流对两种方法进行了对比验证,计算结果证明了改进方法的有效性。改进的阻抗参数测试方法考虑了基座对隔振器机械阻抗的影响,能够获得与其在实际结构中的阻抗特性更为一致的结果。     

柔性基座上隔振系统的能量分析

针对船用基座特点,建立起柔性基座上隔振系统的数学模型,利用该模型并采用振动功率流法对隔振系统进行计算,得到振动流规律.     

基于功率流的偏心激励气囊隔振系统压力优化

针对柔性基础上偏心激励作用复杂机械系统,利用子结构导纳矩阵法建立机器-柔性基础被动隔振系统数学模型,理论分析隔振系统的功率流传递特性,探讨不同的激励位置对传递到基础的功率流的影响。计算分析表明,偏心激励下可以激发多个振动模态,激发的振动模态越多,传递到基础的功率流越大。对于给定的激励位置,可通过调节隔振器的刚度来改变隔振系统的模态以降低基础的振动。以传递到基础的功率流最小为目标,对气囊隔振器的压力进行优化。优化结果表明,对于偏心激励,最优分布压力不是均匀分布,随着激励位置的变化,最优的压力分布不同。     

基于有限元动力计算的浮筏隔振系统功率流研究

结构在中、低频段的振动功率流计算大多采用导纳法,而复杂结构的导纳采用解析方法不易求得.给出了基于结构有限元动响应分析的振动功率流计算方法,采用该方法推导了一典型浮筏隔振系统的传递功率流表达式,编程计算对比了2种隔振方案(橡胶方案、气囊方案)的传递功率流和隔振效果.该方法对此类复杂浮筏隔振系统的设计有一定的指导作用.     

一种新型舰船管路隔振器设计及性能试验

舰船管路隔振装置是降低管路振动传递及提高舰船声隐身性能的重要部件,采用高效的管路隔振器可有效地降低管路的振动和噪声。本文设计了一种新型舰船管路隔振器,并针对海水管路系统制备了管路隔振器装置样机。为验证新型管路隔振装置的性能,开展了管路隔振装置的静刚度、固有频率、隔振效果、抗冲击和破坏载荷试验。试验结果表明,本文设计的管路隔振器具有良好的静动态力学性能。本文研究成果可为管路隔振器设计提供技术指导。     

隔振器阻抗测量技术及其应用研究

隔振器的阻抗反映了隔振器在不同频率扰力作用下具有不同动刚度的特性，广泛应用于隔振效果计算、隔振系统动态激励力识别和隔振系统能量流测量技术。根据相关标准对隔振器的四端阻抗性能进行了实测，研究了不同激励力幅值、不同大小预载荷、不同类型激励力对阻抗值的影响，同时还验证了被动线性隔振器的互易原理。根据已获得的阻抗值，对单层隔振装置中的能量流传递进行实测。     

隔振器不同安装工艺对浮筏声学性能的影响

以JCG-2500B型隔振器为典型研究对象,开展不同平面度和厚度垫板以及螺栓紧固力矩对隔振器及其垫板组件的阻抗测试,并通过有限元软件建立浮筏隔振系统的仿真模型,结合组件系统的阻抗测试数据和浮筏仿真模型,计算不同平面度和不同厚度的垫板以及螺栓紧固力矩对浮筏传递功率流的影响,从而确定3种安装工艺要素的参数控制范围。仿真结果表明,浮筏下层隔振器垫板的平面度和厚度以及螺栓紧固力矩的安装工艺对浮筏隔振系统的传递功率流影响较小。     

柔性隔振系统功率流传递特性研究

由于基础和隔振器存在着动力耦合,经典隔振理论的局限性日益突出,从而出现了将基础简化为欧拉梁、柔性板、圆柱壳等。本文将基础简化为两端固支弹性梁,运用四端参数法推导了单层柔性隔振系统传递功率流,并运用电力类比法对推导结果进行了验证。通过数值仿真,分析了偏心激励对功率流传递特性的影响,并将功率流与振级落差频谱曲线进行了比较。结果表明：偏心激励会激发系统的高阶模态,基础的刚性会影响振级落差对功率流的估计。     

钢丝绳隔振器用于船舶主机隔振

船舶主机隔振通常使用橡胶隔振器，而钢丝绳隔振器用于主机隔振，目前国外尚无报道。现研究用钢丝绳隔振器解决16PA6STC柴油机主机的隔振问题。柴油机重量大，安装尺寸有限，目前单个钢丝绳隔振器的承载能力有限，因此提出了钢丝绳隔振单元的概念，即是将三个已成熟的HGGS—1200型钢丝绳隔振器组合成一个隔振单元，整机用10个单元，避兔了研制承载能力更大的新型钢丝绳隔振器的风险。用功率流方法对隔振装置的性能进行了理论评估，并进行了试验研究。结果表明：在潮试阻抗的有效频率范围内，功率流传递率估算与实测的振级落差总的趋势一致，说明功率流估算对设计有指导意义；另外，基础的弹性对隔振单元隔振效率的消弱作用非常显著，应尽量加大基础刚度。研究结果表明钢丝绳隔振器用于船舶主机隔振可行。     

不同安装环境下机械设备振动激励特性的转换关系研究

针对由机械设备、隔振器和基座结构组成的有限数量点接触的线性离散机械振动系统，阐述了机械设备传递给基座的结构声功率、机械设备振动自由速度、隔振器的传递阻抗、机械设备和基座结构的机械导纳等计算结构声功率所需的参数，再基于导纳和能量流推导出机械振动系统结构声功率的估算公式，最后利用机械设备振动源特性描述参数，建立不同安装状态下的机械设备振动激励特性的转换关系，并对估算值与试验测量值进行对比分析，说明该方法能满足工程精度要求。     

功率流隔振效率评价指标及其与振级落差的关系

鉴于功率流方法在隔振分析中的日益受到重视,以及以传递功率流直接作为隔振系统的设计指标存在的缺陷,因此有必要借助经典隔振理论的传递率及插入损失概念导出功率流传递率(插入损失);通过建立柔性基础隔振系统的动力学模型,应用解析分析、数值模拟和实验测试方法对功率流传递率的频谱特性进行了分析研究,对功率流传递率作为隔振设计效率指标的有效性进行了论证;针对功率流及插入损失不易测量的问题,对功率流传递率与振级落差之间的数值对应关系进行了分析比较,包括解析分析、数值模拟和实验验证。     

考虑基础柔性的隔振系统功率流特性分析

根据舰船机械设备安装特性及隔振要求,建立包含机械设备、隔振器和柔性基础的数学模型并对其求解,得到隔振系统在简谐激励下的响应及传递功率流计算公式,讨论了隔振系统中设备质量、隔振器刚度和阻尼、柔性基础刚度和阻尼等参数对隔振能力的影响。理论表明,适当增大机械设备质量、隔振器阻尼及柔性基础阻尼能提高系统隔振能力,较大的隔振器刚度不利于隔振,而基础板柔性对隔振系统的影响与激励频率有关,并给出了柔性基础隔振设计中参数选取的一般规律。     

弹性基础上单层隔振系统功率流传递特性研究

利用振动能量的传递与变化来描述系统的振动状态具有诸多优点,功率流作为隔振系统中能量传播的一个衡量指标,可以方便地分析机械振动的传播路径与隔振系统的隔振效果.本文将柔性基础上的单层隔振系统简化为四边简支薄板基础上的单层隔振系统模型.通过对模型的分析和数值计算,可以考察各变量对于隔振效果的影响,通过不同的方式来评估隔振系统的隔振效果,将功率流概念运用到隔振效果的评估中,分析其中的差别和相似点,为隔振系统的设计与评估提供指导.     

聚氨酯隔振器性能试验研究

对舰艇上广泛使用的6JX系列橡胶隔振器与聚氨酯隔振器的静态及动态特性试验结果进行分析比较，结果表明：聚氨酯隔振器比橡胶隔振器承载能力大，承载范围宽且减振效果好。对不同配方及硬度的聚氨酯隔振器的性能进行研究表明：TDI类聚氨酯隔振器的综合性能较好。