船舶舱室周期加筋板隔声性能数值分析

利用数值方法研究船舶舱室典型加筋壁板的隔声性能,将舱室壁板简化为单向周期加筋板进行考察,建立单向周期加筋板的有限元(FE)和统计能量(SEA)混合分析模型,以散射声场作为激励计算其隔声量。使用正交试验的方法,抽样计算不同结构参数的单向周期加筋板的隔声量,取其计算结果在倍频程中心频率处的平均值作为考虑吻合效应的船舶舱室典型加筋舱壁的隔声量,为总体设计阶段的舱室噪声预报提供更有力的数据支撑。     

复合隔声结构声学性能研究综述

复合隔声结构在船舶舱室壁板、船舶海洋平台舾装和机械设备等隔声领域应用广泛,文章对复合隔声结构的理论模型相关研究文献进行了总结,综述了包括复合层合板、多层板腔、阻尼材料、声学超材料及结构、吸声材料及结构等复合隔声结构的声学性能与应用,同等面密度的复合隔声结构与传统隔声结构的隔声量相比可提高4 dB以上。与此同时,展望了复合隔声结构的发展趋势和技术难点,为复合隔声结构设计和相关性能的研究及应用提供了参考。     

远洋客船玻璃结构声学特性研究

以远洋客船玻璃结构为研究对象，对远洋客船舱室窗户玻璃结构和阳光房玻璃结构的声学特性进行研究。利用统计能量法建立单层玻璃和聚乙烯醇缩丁醛(Palyvinyl Butyral, PVB)夹胶玻璃的声学模型，基于VA One软件仿真其隔声量，结合不同频段隔声特性和平均隔声量的大小总结3种玻璃在不同结构参数下的隔声规律。研究结果表明：PVB夹胶玻璃的隔声性能在全频段内都要优于等厚度的单层玻璃；PVB夹胶厚度每增加1 mm,其平均隔声量增加0.12 dB。考虑到工程实际，最终选取玻璃组合厚度为6 mm和16 mm,中间空气层厚度为8 mm,平均隔声量为56.04 dB。     

内饰板和舱壁间隙对舱室降噪的影响分析

结合船舶舱室中的噪声危害以及即将强制施行的船上噪声新的等级规则,基于IMO噪声新规则,选取实船工装内饰板和舱壁板,通过对内饰板和舱壁板不同间隙的隔声性能进行测试,研究分析不同厚度间隙对船舶舱室隔声降噪的影响。试验分析表明,各工况在中高频范围内的隔声效果较好,且随着间隔的增大隔声效果也得到提高。     

基于波分析方法的船用复合岩棉板隔声量快速计算方法研究

船舶设计师使用快速有效的方法对船舶在设计阶段进行舱室噪声控制可以有效避免船舶在建造完成后舱室噪声超标问题产生。文章基于波分析方法对船用50 mm复合岩棉板建立三层板隔声模型,并对其隔声量进行数值计算。研究过程中发现,仅用波分析方法计算得到的隔声量远大于实验室实测值。鉴于复合岩棉板两块面板之间声桥对整体隔声量的影响,数值计算结果 100～1 600 Hz,与实验值相吻合。该方法能够对复合岩棉板的隔声量进行快速计算,对设计师在设计阶段进行船舶舱室噪声控制有帮助。     

π型钢夹层板的隔声特性研究

基于有限元软件,对夹层板结构在平面波垂直入射条件下的隔声效果进行数值仿真,讨论夹层板在不同的面板厚度、夹芯厚度、夹芯高度、夹芯与面板夹角等结构参数下,固有频率和隔声的变化,结果表明在0～800 Hz范围内增加上下面板厚度和夹芯厚度对减振和隔声性能的提升有较好效果;夹芯高度和面板夹角在给定频率范围内较小时有利于振动和隔声效果。通过两端固支梁模型以及隔声量的理论与仿真对比,验证了本文数值方法的有效性。     

邮轮舱室噪声控制模型试验

以邮轮舱室为对象,建立完整的二层二居邮轮舱室模型。采用两种降噪技术,分别为黏弹性阻尼＋钢片和黏弹性阻尼＋钢片＋矿物棉。依据相关规范要求进行邮轮舱室噪声控制模型试验,测量舱室和走廊的隔声量。结果表明,采用两种降噪技术的舱室,其噪声均达到低于45 dB的规范要求,且在噪声频率高于315 Hz时隔声量均达30 dB以上。所采用的两种降噪技术在邮轮舱室噪声控制中具有一定的适用性。     

船用厨余管道包覆材料吸隔声性能试验研究

根据某远洋客船舱室部分厨余管道的案例,试验针对包覆材料和粘接剂研究吸声系数和隔声量在中低频范围内的变化规律,讨论船用厨余管道包覆材料厚度和粘接剂种类选取对吸隔声性能的影响。对比分析发现材料厚度从19 mm提升至25 mm时,吸隔声性能提升最为显著,吸声系数提升约143%,隔声量提升约27%。研究结论为船用厨余管道的安装及材料应用提供一定的技术参考。     

舱内爆炸载荷作用下舱壁板的动力响应分析

为研究具有不同边界条件的舱壁板在爆炸载荷作用下的动力响应,采用通用有限元软件Abaqus建立完整的舱室结构模型和几种舱壁板模型。运用解耦的方法得到舱内爆炸时作用于舱室各舱壁上的压力时间历程,将该压力载荷作用到舱室各舱壁上得到其动力响应,比较各种模型的计算结果。结果表明:对于舱壁板模型,释放舱壁板4边的3个转角自由度约束、保留3个位移自由度约束是最合理的边界条件;舱壁板的长宽比对舱壁板中心位移有较大的影响;释放舱壁板4边的转角自由度约束对舱壁板中心位移的影响较小,转角自由度约束对舱壁板变形拟合函数的影响较为明显。所得到的数值计算结果可为相关研究提供参考。     

船舶尾部舱室噪声预报及控制分析

基于VA one软件平台对某散货船尾部试验模型进行噪声预报及控制效果分析.分析中采用的是统计能量分析法(SEA),在验证计算方法正确的基础上,首先采用新规范标准对10个主要舱室的噪声水平进行预报研究和比对,分析其中舱室噪声超标的可能原因.然后对该分析模型进行不同控制技术的研究分析——吸声技术、隔声技术和阻尼减振技术,并比较在不同位置敷设阻尼材料的降噪程度.研究表明:采用吸声、隔声和阻尼减振技术对降低船舶舱室噪声有显著效果,在激励源舱室敷设阻尼材料,仅对非激励源舱室降噪效果明显,且约束阻尼要比自由阻尼结构对噪声控制效果更有优势.研究结论可以作为船舶舱室噪声实际控制的参考.     

浮动隔声结构在自升式海洋平台上的应用

浮动隔声结构在空气噪声和结构噪声的控制上效果显著。本文基于声学分析软件VA One建立自升式海洋平台的声学模型进行噪声研究,将浮动隔声结构应用于自升式海洋平台。通过噪声预报前后的对比分析表明:浮动隔声结构对噪声源舱室向外辐射噪声量的减少贡献大,减振降噪效果好,但对舱室自身的降噪效果不是很明显。     

浅谈IMO噪声新规及应对策略

本文在国际海事组织(简称IMO)第MSC.337(91)号决议—"通过《船上噪声等级规则》"已生效的背景下,阐述分析了该新规与原IMO决议A.468的主要变化,并相应提出了应对措施。要点如下:(1)造船企业及船东应重视噪声新规范,从合同签订时应写明该新规应得到满足,并在设计过程中进行噪声预报,根据预报结果及时采取必要措施有针对性的降低舱室噪声;(2)对噪声新规中舱室间壁板、天花板隔声值要求重视并满足;(3)对新规范的其它要求如测量次数等的新的要求需提前考虑。该文可作为我国其它新造船在需要满足该噪声新规方面可借鉴的依据。     

船舶尾部舱室噪声预报及控制分析

基于VA one软件平台对某散货船尾部试验模型进行噪声预报及控制效果分析。分析中采用的是统计能量分析法(SEA),在验证计算方法正确的基础上,首先采用新规范标准对10个主要舱室的噪声水平进行预报研究和比对,分析其中舱室噪声超标的可能原因。然后对该分析模型进行不同控制技术的研究分析——吸声技术、隔声技术和阻尼减振技术,并比较在不同位置敷设阻尼材料的降噪程度。研究表明:采用吸声、隔声和阻尼减振技术对降低船舶舱室噪声有显著效果,在激励源舱室敷设阻尼材料,仅对非激励源舱室降噪效果明显,且约束阻尼要比自由阻尼结构对噪声控制效果更有优势。研究结论可以作为船舶舱室噪声实际控制的参考。     

柴油机增压器包覆层隔声性能试验分析及优化设计

提出一种船用增压器的包覆层结构,其内层为绝热材料和吸声材料,外层为金属薄片。采用统计能量法(SEA)建立该结构的中高频段隔声数值模型,开展包覆层的隔声试验,隔声量实测值与仿真结果吻合较好,能验证数值建模的有效性。对包覆层的吸声材料的厚度、密度和流阻等参数进行优化设计,利用正交试验法设计数值试验组,采用极差和方差分析法分析影响材料隔声性能的关键因素,得出最重要的影响因素是材料厚度,在选型设计中还应考虑密度和流阻因素。当安装厚度受限时,可通过改变密度和流阻值来提高材料的隔声量。     

变厚度薄膜型声学超材料单胞的隔声性能数值研究

在船舶舱室中,结构振动引起的噪声有着低频、宽带的特点。常规的低频噪声,其隔声控制受到质量定律的约束,需要更为质密宽厚的材料。而基于一定设计的薄膜型声学超材料是一种单胞在几何尺寸上远小于声波波长的周期性材料,可以在某些低频频段下实现完全隔声。以往研究多讨论了等厚度的薄膜,对表面形状也呈周期性变化的变厚度薄膜研究甚少。本文利用商用有限元软件Ansys和Virtual. Lab Acoustic数值计算变厚度薄膜型声学超材料单胞的工作频率,并模拟单胞的驻波管实验。研究了变厚度薄膜型声学超材料单胞隔声性能随结构参数(包括质量块质量、薄膜厚度以及薄膜张力)的变化规律,为薄膜型声学超材料在船舶降噪方面的设计与应用提供参考依据。     

船舶设计实用手册——舾装分册第3篇舱室设备和内装第6章舱室隔声

3.6.2.3 吸声结构及吸声材料 船舶舱室大多为采用钢板等具有反射性能的材料围成的空间.当舱室内置有噪声源时,室内任意一个接收点除了听见直接来自噪声源的直达声外,还可听见舱室6个壁面(天花板、围壁和地板)多次反射而形成的混响声.直达声和混响声的叠加可使舱室内的声级比相同噪声源置于舱室外时所形成的声级大为提高.若时间过长会造成嗡嗡作响,使说话难以听清.为解决这一问题,通常的办法是采用由吸声材料构成的吸声结构,可取得良好的消声效果.因此吸声措施是吸收内部噪声并降低其能量的措施,它同隔声措施性质上根本不同.     

基于MSC.337(91)的组合结构的隔声计算与设计

针对MSC.337(91)《船上噪声等级规则》对隔声的要求,利用统计能量法模拟隔声指数实测系统,并将模拟计算结果与实测值相对比,从而提出一种可靠的隔声指数计算方法,为组合壁板和组合甲板的隔声计算及设计提供指导。     

战斗部舱内爆炸对舱室结构毁伤的实验研究

为探讨舰船抗爆抗穿甲防护结构设计,利用导弹模拟战斗部进行了舱室内部爆炸模型试验,研究内爆条件下高速破片和爆炸冲击波对舱室结构的联合毁伤效应,分析舱内爆炸环境下舱室板架结构的典型破坏模式.结果表明:模拟战斗部内爆载荷作用下舱室结构的整体变形以冲击波破坏为主;战斗部破片对舱壁板架产生侵彻穿孔破坏,并在近爆区板架上形成了破口密集区域;单个破口对舱室整体结构破坏影响不大,而密集破口区在后续冲击波作用下会发生撕裂,形成大破口,影响舱室整体结构性能.该研究结果,可用于指导舰船防护结构的设计.     

船舶轻量化T型连接结构设计及强度试验

文章从船舶轻量化的角度出发,提出了一种由复合材料夹芯板和增强泡沫胶接而成的新型T型连接结构,解决了船舶复合材料上层建筑内部壁板之间的连接问题。基于复合材料结构的设计原理和力学特性,设计了T型连接结构的拉伸试验和压缩试验,研究其在不同载况下的极限承载和损伤模式,证明T型连接损伤模式复杂,抗拉能力弱,尤其面板与腹板连接区的胶层是承载薄弱环节;依据试验结果验证数值计算方法,并规划3条技术路径以研究T型连接的抗拉特性,应用数值方法提取对应技术路径的应力和位移特征量,分析T型连接面板与腹板连接区的胶层几何参数对抗拉强度和重量的响应规律,获得连接区胶层几何夹角的建议取值为45°~60°,为复合材料船舶轻量化胶接结构的优化设计和实际应用提供了有益参考。     

阻隔质量刚性隔声研究

从振动能量传播的途径出发,以阻隔质量刚性隔振为例,研究结构发生突变反射弹性振动波的规律,阻隔质量的存在对弯曲波有较好的反射和阻碍作用,隔声量与阻隔质量的几何形状和质量分布以及结构中弯曲波波长有关,低频段、方钢的隔声效果较差,高频段效果较好;存在全透射和全隔离的频率;根据不同的频率选择合适的阻隔质量截面尺寸以达到较好的隔声效果。