复合阻振技术在舰船支撑结构中的应用研究

基于质量阻振机理,分析了阻振质量偏置安装及空心阻振质量结构对阻振性能的影响,提出了综合质量阻振与阻尼减振的支撑结构复合阻振技术。采用FE-SEA法,建立了支撑结构至圆柱壳体的振动传递及声辐射特性分析模型。对比了支撑结构底部阻振、四周阻振和双层阻振的阻振性能,分析了在支撑结构表面粘贴阻尼材料的减振降噪性能。结果表明,双层阻振比单层阻振、约束阻尼比自由阻尼的减振降噪效果更加明显,复合阻振技术比单独减振设计的减振频率更宽,减振效果更好。复合阻振技术对支撑结构的减振设计具有工程应用价值。     

船舶基座中复合减振结构应用实验研究

在船舶基座结构中设计了粘贴粘弹性阻尼层、插入空心阻振结构和填充颗粒等单一减振结构及多种复合减振结构基座结构振动加速度导纳为评价指标,采用振动传递实验对比研究了各种减振方式的减振效果。实验结果表明,粘贴阻尼层在分析频率内减振效果明显,最大减振效果达到了10 d B;在基座结构中简单地插入阻振结构,不仅没有阻振效果,反而使得振动增强;复合减振结构的减振效果优于单一减振结构,所设计的复合减振方案的减振效果达到14.05 d B。研究成果对船舶基座结构声学设计具有参考价值。     

船体基座结构的阻振技术研究

基于刚性质量阻振原理,对基座提出空心质量阻振与阻尼减振相结合的复合阻振技术。采用FE-SEA混合法,建立基座至双层圆柱壳体的振动传递及辐射特性分析模型,通过振动传递特性实验验证模型的准确性。在50~5 000 Hz宽频范围内对比分析在基座腹板底部插入实心或空心阻振质量,以及在基座表面粘贴丁基橡胶阻尼材料的减振降噪性能。结果表明,空心阻振质量比实心阻振质量、复合阻振技术比单独减振技术的减振降噪效果更加明显,这对机械设备支撑结构的振动控制及降噪设计具有工程应用价值。     

阻尼合金在船舶机械振动隔离中的应用研究

为了解决船舶动力机械向船体结构的振动传递问题，目前主要采取隔振措施。由于机械机座和体的非刚性，隔振效果受到了一定的影响。为此，作者提出用阻尼合金的材料作为中间机座，利用阻尼合金的碱性能来降低船舶动力机械传递至船体的结构噪声。本文采用动力机械和船体结构的模型装置测试了阻尼合金机座的减振特性。测试结果表明，减振效果较好，特别是在高频下的船体结构振支明显地减小。     

管路阻尼敷层减振效果评估研究

文章对舰船管道外表面进行了不同面积粘性阻尼敷设,从理论、仿真和试验三方面对阻尼的损耗因子、管道的振动传递损失进行了分析,建立了包含阻尼减振措施的管路声学评估方法,获得了阻尼材料在管路振动控制方面的应用方法和和规律。研究结果表明:管道与阻尼层的截面惯性矩对阻尼吸振效果起着关键作用,由于截面惯性矩的作用,管壁上敷设约束阻尼要优于自由阻尼。同时阻尼敷设位置也影响着吸振效果。     

阻振质量结合阻尼对船舶结构振动传递的抑制

利用波分析法研究了结构声在典型船舶结构中的传递规律及其抑制措施,通过数值计算比对了不同阻尼布置的效果。根据全局阻尼的局限性,提出了阻振质量结合阻尼的抑制方法,并通过对某简化船舶结构的方针分析验证了其有效性。研究表明,阻振质量结合阻尼完全可以达到甚至超过全局阻尼的减振效果,且阻尼层敷设在阻振质量之前,效果更明显。这对舰船减振降噪有一定指导意义。     

简化双层底结构振动传递及抑制特性分析

本文运用波分析法研究了简化双层底结构振动能量传递及抑制特性.通过理论计算,对比了不同阻振质量布置的阻振效果;根据多级阻振质量的局限性,提出阻振质量结合阻尼层的复合抑制措施.使用有限元法建立阻抗边界模拟无反射边界对简化模型进行了数值试验,有限元法与解析法结果基本吻合,验证了理论分析的正确性.研究结果表明,内外底板均以弯曲振动为主,底纵桁发生弯曲或纵向共振时,传递至外底板的振动能量最高;复合抑制措施可以达到甚至超过多级阻振质量的阻振效果,并能有效拓宽隔振频带.这为双层底结构振动抑制提供了理论分析和数值试验基础.     

基于多目标遗传算法的约束阻尼柱壳结构优化

文章为了改进被动约束阻尼柱壳结构的减振特性,解决引入约束阻尼的合理分布问题,提出了一种基于多目标遗传算法的优化设计方法。建立了以振动模态的前两阶损耗因子和引入约束阻尼材料总质量比为优化目标,以约束层、阻尼层厚度和粘弹性材料剪切模量为设计变量的多目标函数。利用遗传算法对 Pareto 最优进行优化选择,避免了对目标函数值的直接计算。通过分析和比较优化前后结构的模态振动频率变化以及幅频响应,表明引入质量太多会影响柱壳结构固有特性,而优化后结构能够避免太多的质量引入,并且具有更好的减振效果。     

丁基橡胶阻尼材料对基座减振的实验研究

安装机械设备的基座结构是振动传递到船体结构的重要通道。介绍一种丁基橡胶阻尼材料,测试丁基橡胶的材料损耗因子等动态性能,开展丁基橡胶阻尼材料对基座减振的实验研究。采用振动激励实验方案,对基座结构进行自由阻尼和约束阻尼处理后的振动传递特性实验,分析基座结构的阻尼处理方式和处理部位对振动插入损失的影响,实验结果对基座结构的阻尼减振设计和丁基橡胶阻尼材料的工程应用具有参考价值。     

约束阻尼层对钢板振动影响的试验与仿真

为研究不同阻尼层对结构振动特性的影响规律，基于模态应变能法和振动试验，研究钢板敷设不同厚度阻尼层和约束层前后的振动特性。对比辐射前后结构的插入损失和阻尼损耗因子，验证仿真模型的振动特性与试验具有良好的一致性。结果表明，阻尼层厚度越大，结构固有频率越低，损耗因子越高。随着阻尼层厚度的增加，自由阻尼板的减振性能变好，约束阻尼板的减振性能提升不太明显，而随着约束层厚度的增加，约束阻尼板的减振性能提升明显。     

船舶结构复合阻尼材料减振性能实验研究

研制了一种自粘性复合阻尼减振胶板,在-30~60℃宽温域内,材料的平均损耗因子达到0.35。采用单点激励振动模态实验方法,研究了复合阻尼材料对船舶模型振动模态阻尼比的影响。采用动力设备运行模拟激励实验,研究了复合阻尼材料对船舶模型结构的阻尼减振效果。结果表明,粘贴复合阻尼材料后,船舶模型在500Hz范围内的模态阻尼比增加了6倍,船舶底舱结构的平均减振效果达到5dB,船舶甲板结构的平均减振效果达到6~11dB。实验研究结果对于船舶薄壁结构的阻尼减振设计具有参考价值。     

Advanced steel brace with multistable hysteretic damping enhanced by a multilayered structure

Water wave impacts on jacket structures would result in heavy impulse loads, which induce strong vibrations because of the low damping characteristics of metallic members. In order to resist the wave-impact and suppress the vibration of structures, a novel steel brace that contains a multilayered multistable (MLMS) column is designed for an adjustable product of sufficient stiffness and high damping. According to finite element simulating, the initial stiffness of the MLMS column was almost same as that of the multistable steel column [1], but the energy dissipation was several times larger than that of this column. To understand the hysteresis mechanism of the MLMS column, we performed a hybrid analysis of multilayer lamination and mixed boundary buckling and noted: the soft layer of the MLMS column conducts the neutral axis and bending stiffness, which controls critical buckling load that decides the highness of the hysteresis loop; the eccentric end caps mediates the loading axis of the MLMS column, which induces in the increment of the postbuckling displacement that broadens the width of the hysteresis loop. So, the displacement-force hysteretic relation of the MLMS column can be effectually adjusted by the appropriate physical parameters of the soft layer and the end caps, which is validated by parameter analysis using FEM. Through FEM simulations, we studied a jacket structure assembled with dissipative braces containing MLMS column, which exhibited a several times increment in the decay rate of impact-induced vibration compared to that of the same jacket platform with existing dissipative columns [1]. This study demonstrated the MLMS column is an effective alternative for obtaining high structural stiffness and high damping in marine engineering.     

不同阻尼地板偶发振动抑制效果的试验研究

设计了不同硬度的阻尼地板替代目前铝合金地板来解决重物掉落引起舰船舱室内地板的偶发振动问题,其中间阻尼层的聚氨酯硬度分别为75HA、85HA、95HA,通过理论分析与用钢球模拟重物自由下落碰撞阻尼地板的试验,与铝合金地板的加速度响应作对比,研究了不同阻尼地板的隔振效果。研究结果表明,阻尼层硬度的增加会使得阻尼地板的隔振效果降低,并且阻尼层硬度对高频隔振效果的影响要小于对低频隔振效果的影响。     

基于一种固体区域迭代算法的圆柱涡激振动数值计算

利用Fluent平台的用户自定义程序（UDF）以及动网格模型,实现了圆柱运动方程的一种迭代求解算法,分别对层流、湍流状态下,弹性支承圆柱体在一定约化速度下的涡激响应进行了数值模拟,探讨了不同阻尼比对涡激响应的影响。结果表明：采用该迭代求解算法对弹性支承圆柱涡激振动的预测结果较为合理;随着阻尼比的逐渐增加,初始支振幅、升阻力系数时程曲线将由多频率拍振,最终变为单一频率主导的振动,且涡激振幅逐渐减小;除了质量-阻尼比联合参数m*ζ外,阻尼比ζ本身也应作为一个重要的涡激影响参数单独进行考量。     

船舶振动及减振技术的应用分析

本文重点介绍黄船公司在建产品8000kW海洋救助船和小水线面双体船的振动情况，对震动产生的机理进行了详细的分析，并采取了有效的工艺措施，达到减震降噪的目的。     

Modeling and calculation of acoustic radiation of underwater stiffened cylindrical shells treated with local damping

Damping materials are widely used and playing an essential role in reducing the vibration and noise of various ships and underwater vehicles. In practical engineering, damping materials are often applied over the structural surface of ships and underwater vehicles. They are generally distributed not evenly in the whole area, but locally in some vital regions. The stiffened cylindrical shell is the most representative configuration for the main structure of underwater vehicles. Therefore, research on modeling and calculation of underwater acoustic radiation from stiffened cylindrical shells locally treated with damping has high practical value. This paper introduces a mixed analytical-numerical acoustic-vibration interaction method to achieve efficient calculation of the vibration and acoustic radiation from a locally damped cylindrical shell immersed in water. Two kinds of vibration and noise reduction measures are proposed for the damping treatment of a large-scale stiffened cylindrical shell structure. Calculation and analysis are carried out for both measures. The results can provide reference for developing the technology of reducing vibration and noise from ships and underwater vehicles via damping treatment.     

多层隔振系统多向冲击响应计算

本文研究了由多刚体组成的多层隔振系统，获得了多刚体振动系统在总体坐标系描述下的力学模型，找到了微分方程运动变量与系统广义坐标向量之间的一个重要变换公式（LG变换），指出了在总体坐标系下多刚体振动系统振型的物理意义，导出了该系统振动分析的有关计算公式，并且首次在基础多向冲击激励输入情况下，求得了系统的冲击响应，最后给出一计算实例。     

深水中TLP及Spar的粘性阻尼

对深水中TLP及Spar在发生高频垂向谐振“Springing Vibration”时的水动力阻尼作了较为系统的研究与数值计算分析.计算结果表明：在本文所考虑的参数范围（KC=0.001～1.0,β=89236～435298）内,由于不同的形状阻尼特性,存在着两个不同的线性和非线性阻尼区域.基于数值计算结果分析,导出了适用于上述两个区域的粘性阻尼计算公式.     

不同阻尼情况下减振浮筏振动响应计算研究

提出一种计算减振浮筏系统振动响应的方法，建立浮筏系统力学模型，研究阻尼对系统响应的影响，并以一实际浮筏系统为例，分别使用振型叠加法与数值积分法计算了位移，速度响应及传递至基础的力、所得结果完全一致。     

高速船的振动预报与控制

在分析了高速船振动特性的基础上 ,阐述了适合高速船的振动预报方法与控制措施 ,提出了相应不同计算方法精度的不同频率储备量 ,对处理舱内液体对船底结构振动的响应提出了更符合实际情况的新规定。