结构形式对船体振动的影响分析

以船体主机下肋板为例,研究船体振动时船底肋板在频率10～150Hz范围振动剧烈的减振方法。通过改变结构的刚度和阻尼,探讨降低肋板剧烈振动的方法。其中改变结构的刚度,包括改变板厚和安装加强筋等,改变阻尼是通过敷设阻尼层来实现。利用ANSYS有限元软件进行模拟计算,对比分析结构的刚度和阻尼发生变化时肋板的振动变化,得出改变结构的刚度和阻尼都可以对局部振动起到降低振动的效果。从实际应用的经济性考虑,安装加强筋方法最优。     

均布外压下球形封头屈曲特性研究（英文）

This study aims to experimentally and numerically examine the buckling performances of stainless steel spherical caps under uniform external pressure. Three laboratory-scale caps were fabricated, measured, and tested. The buckling behaviors of these caps were investigated through experiments and three numerical methods, namely, nonlinear Riks algorithm, nonlinear bifurcation, and linear elastic analysis. The buckling of equal-radius caps was numerically analyzed with different methods to identify their applicability under different wall thicknesses. The results obtained from the nonlinear Riks algorithm are in good agreement with the experimental results, which means the nonlinear Riks algorithm can accurately predict the buckling performances of spherical caps, including the magnitude of critical buckling loads and the deformation of post-buckling modes. The nonlinear bifurcation algorithm is only suitable for predicting the buckling loads of ultra-thin or large-span caps, and the linear buckling method is inappropriate for predicting the buckling of metal spherical caps.     

隔振器分布对浮筏隔振系统隔振性能的影响

目前,国内外对于浮筏隔振系统各个方面的研究都已很多,通常采用的是动力学建模及理论分析的方法。但此法通常是将隔振器简化为只有垂向刚度的弹簧和阻尼的单元,而忽略了隔振器的横向刚度及阻尼对系统的影响,简化模型与实际情况有一定差别,因此本文采用有限元法对浮筏隔振系统进行仿真分析。本文根据隔振器的选用及布置原则提出几种合理的布置方案,利用 ansys 有限元软件对提出的布置方案进行仿真,采用振级落差的隔振指标来评估浮筏隔振系统的隔振效果,为隔振器的布置方案设计提供一种思路。     

敷设阻尼及阻抗失配连接下管母线振动特性分析

随着潜艇设备用电需求的提升,电力电缆的大量使用为艇内空间布置和施工带来了极大的不便。母线槽有其载流量大、重量轻、安装方便等优势特点,若能将母线槽应用于艇内馈电则可解决以上问题。但潜艇有着异于上述工程结构的工作环境,应用设计时需对其振动噪声进行控制。文章结合管型母线槽与管路的结构相似性,从敷设自由阻尼层、增加连接部位界面阻抗失配度的角度对管母线进行了结构动力性能设计;分析了敷设阻尼、粘弹夹层软连接对振动能量的吸收、阻隔效果;完成了某典型软连接形式下的振动响应计算,结果表明该抑振设计工况可使管母线的中跨段加速度总振级降低25 dB;探究了内外侧绝缘阻尼层在不同模量、损耗因子及厚度情况下对管母线振动性能的影响,为母线槽振动噪声控制提供了设计支撑。     

金属橡胶隔振器隔振性能的实验研究

金属橡胶隔振器是由金属丝相互缠绕模压成型的,它具有隔振性能好、易制成各种形状、重量轻、刚度可调节等优点,因此,在舰船机械领域具有广泛的应用前景.文章根据金属环形隔振器弹性模量的计算方法,利用环形金属橡胶隔振器的弹性迟滞回线近似得到的平均刚度,推导出环形金属橡胶隔振器弹性模量的计算公式,并得到了实验验证.此外,本文还通过实验分析了金属橡胶隔振器各个参数对其隔振特性的影响,得出了一些有用的结论.     

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。     

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。     

船舶浮筏系统动力学特性的影响因素研究

在船舶浮筏隔振系统的动力学特性研究中，以往的刚体分析模型会在高频段造成很大误差，本文从基于有限元的弹性体模型出发，对隔振系统的多种方案进行了模拟激励下的响应分析，讨论了影响浮筏隔振性能的结构与材料因素，如隔振支承刚度与阻尼，筏体的刚与阻尼，浮筏基座刚度与阻尼等，通过船模实验验证了所建立的动力学模型，通过灵敏度分析得到振动传递率与各影响参数间的关系。     

船舶轴系扭振计算和测试实例分析

船级社规范对轴系扭振提出了计算和实测的要求。本文对若干轴系固有频率的实测值与计算值不一致的船舶进行了分析，并给出了对影响其相应计算精度的减振器、曲轴、联轴节刚度等扭振参数进行了修正的实例；通过实测，对无阻尼自由振动计算的振型精度亦进行了分析，按振型推算系统响应超规范要求的船舶，可根据实测振幅来调整阻尼参数并用解析计算法来评价轴系扭振特性。结果表明，精确测定出系统的固有频率和振幅，从而核定轴系的扭振参数，是提高扭振计算精度的关键所在。     

深水导管架桩腿制造误差与抗屈曲特性研究

文章通过典型算例详细阐述了具有制造误差的深水导管架桩腿屈曲分析方法,将线性扰动加载的特征值届曲预测算法和描述几何非线性屈曲过程的改进的Riks算法应用于导管架桩腿的详细设计校核,对比研究了模态扰动模拟制造误差和直接模拟制造误差模型的分析结果,并对典型桩腿结构在静水外压下的弹塑性屈曲响应特性进行了研究.分析结果表明,随着制造误差的增加,导管架桩腿抗静外压的临界屈曲载荷在下降,而且制造误差大的桩腿的极限承载能力较低.     

船体艉部减振的非线性碟簧动力吸振器的宽带优化设计

采用有限元法、改善的动力缩减法和数值积分法研究了减小船体艉部振动的非线性碟簧动力吸振器的宽带数值优化设计,通过结合具体的应用实例系统讨论了非线性碟簧动力吸振器的线性刚度、粘性阻尼、Coulomb阻尼、刚度非线性和弹簧组合系数与抑振带宽的关系,试图对船体梁这类复杂结构的非线性动力吸振器的理论和研究方法予以创新和发展。     

往复荷载作用下的钢管混凝土柱耗能和塑性变形性能

以果园港二期工程桩基为原型,对钢管混凝土柱进行低周反复加载试验。基于ABAQUS有限元软件,以不同的核心混凝土配筋率、混凝土强度为参数进行分析。结果表明,钢管混凝土柱的钢管在柱底位置易发生屈曲变形甚至屈鼓;钢管混凝土结构中钢管的厚度增加,使钢管混凝土结构的塑性变形能力增强,具有承载能力高、延性良好等优点;配筋率的增加增强了钢管混凝土柱模型的塑性变形和耗能性能;而混凝土强度的增加对钢管混凝土柱塑性变形和耗能性能影响比较有限。     

密加筋板结构的稳定性分析

根据密加筋板结构的特点,基于中间有弹性支座连续压杆的稳定性理论分析方法,推导出单向受压密加筋板结构整体失稳时临界载荷的实用计算公式,并与有限元的数值解进行了比较。结果表明,公式形式简单、运用方便、结果准确、便于在工程中实际应用。     

隔振器对舰船基座振动特性的影响

为了研究隔振器类型及布置方式对舰船基座振动特性的影响,针对舰船设备普遍采用隔振器与基座相连的连接方式,首先分析了隔振器刚度、阻尼等参数对舰船基座激扰力特性的影响,并以某船舶发电机组为例,基于有限元方法讨论了隔振器类型及布置方式对舰船基座振动特性的影响。研究表明,一方面,设备向基座传递的激扰力与隔振器刚度、阻尼及设备—隔振器—基座系统固有频率等密切相关;另一方面,隔振器类型及布置方式对基座振动特性也有较大影响。当激励频率较低时,隔振器布置方式对基座振动特性的影响相对较小;而当激励频率较高时,隔振器布置方式对基座振动特性的影响则相对较大。     

基于修改自适应算法(MLMS)的主动吸振模拟试验研究

利用一种由磁式主动吸振器与被动双层隔振系统结合成组合减振装置,针对船舶柴油机的振动特点,开发了基于MLMS算法的自适应控制器,并在模拟柴油机双层隔振组合减振台架上进行了减振效果试验。试验表明：该装置对柴油机振动具有良好的控制效果。     

Hysteretic damping model for laterally loaded piles

Fatigue assessment is a critical design aspect for many offshore structures. Soil-foundation interaction has a direct impact on the system dynamic response of these structures. While the stiffness of the soil-foundation interaction influences the system's natural frequency, the damping influences the amplification of the structural response to environmental excitations. This paper presents a simplified model for estimating the soil damping due to nonlinear soil response for pile foundations, which have wide applications in the offshore industry, such as for supporting jacket platforms, wind turbines and wellhead facilities. The proposed model is fundamentally linked to the damping response of the soil measured at element level therefore it offers design engineers an efficient and accurate way to estimate soil-pile interaction damping based on site-specific soil data. Approaches to include the suggested model for structural analysis are also proposed.     

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。     

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。     

船舶轴系共振转换器的非线性振动特性研究

共振转换器是控制轴系纵向振动的重要装置。利用该装置内的工作流体改变轴系纵向刚度和阻尼,达到减振的目的。减振装置内的流体压强随轴系纵向载荷而改变,从而影响共振转换器的减振效果。对安装共振转换器的轴系纵向振动有限元模型,考察减振装置的等效减振参数与内部流体工作压强的非线性关系。基于Wilson-θ法在时域内求解推力轴承基座处的纵向加速度响应,通过傅里叶变换在频域内分析轴系纵向振动特性,研究减振装置内的流体压强变化对减振效果的影响,并讨论结构尺寸与减振效果之间的关系。     

Ultimate strength assessment of stiffened panel under uni-axial compression with non-linear equivalent single layer approach

Steel stiffened panels are widely used in engineering design and construction. However, numerical modeling and analysis effort for a three-dimensional (3D) stiffened panel may be notable, especially for the ultimate limit state of ship structures. Therefore, a homogenization method is outlined that transforms 3D stiffened panel into an Equivalent Single Layer (ESL) concerning the same mechanical behavior. ESL stiffnesses are obtained with a unit cell analyses based on stiffened panel where periodicity is imposed with boundary conditions based on a first-order shear deformation theory (FSDT). Stiffnesses were determined from the first derivative of a membrane force and bending moment obtained with numerical simulations. The effect of initial imperfection shape was included in the analysis to account for local and global buckling behavior. ESL with non-linear stiffness was implemented in Abaqus UGENS subroutine, allowing incremental evaluation of stiffness. Ultimate strength prediction of a steel grillage model with ESL finite element analysis was in excellent agreement with detailed 3D FEM analysis. The key in this analysis was consideration of non-linear ESL stiffness as linear analysis was unable to detect the point where ultimate strength capacity of the grillage was reached.