新型材料在船舶减振降噪方面的前景与应用

目前舰船上仍大量使用传统材料,而近年来新型材料的发展优化了舰船的设计及性能。本文从材料的角度为船舶的减振降噪提供新策略。主要介绍新型阻尼材料、负泊松比材料、超磁致伸缩材料、功能梯度材料、声子晶体和声子玻璃这几种当下热门的新型材料,分别阐述其作用机理,目前国内外的发展现状,并简要分析它们在船舶减振降噪方面的应用前景,希望能为未来新材料在舰船上的应用提供参考。     

舰船齿轮传动装置的减振降噪技术分析

本文简要阐述了舰船齿轮传动装置减振降噪的军事意义和作用,在明确了齿轮传动装置振动噪声产生机理的基础上,从传动装置总体、传动齿轮和箱体支撑三方面分别论述了目前常用的减振降噪措施,并通过实例证明可达到的振动控制效果;进一步探讨了我国在舰船齿轮传动装置减振降噪技术积累和试验研究方面存在的不足,并从建立技术体系的角度提出了传动装置振动控制技术进一步发展的建议,有助于我国舰船齿轮传动装置减振降噪技术的全面发展。     

舰船用若干先进功能材料的发展

先进的功能材料应用在舰船上可明显地提高船舶装备的性能，甚至赋予装备以全新的性能；因此功能材料的研究与开发对海军装备的发展具有非常重要的意义；本综合评述了吸收雷达滤材料、消声与减振材料和水声换能材料的发展现状及其在舰船上的应用前景。     

船用可曲挠橡胶接头隔振效果试验

为丰富我国船舶减振接管选用型谱,同时打破欧美发达国家减振接管的技术封锁,我国新研制了JYXR系列、CKXT系列和CKST系列等新型减振接管或接头,为船舶管路减振降噪设计提供强有力的技术支持。通过设计减振接管隔振效果试验台架,验证试验室测量船舶管路隔振性能的可行性,同时对国产CKST系列可曲挠接头和进口金属软管的隔振效果进行对比试验,探索船用减振接管隔振效果试验方法。研究结果表明:国产CKST系列可曲挠接头的隔振效果优于进口金属软管,CKST系列可曲挠接头可广泛应用于舰船研究设计领域。     

国外舰船机电设备的减振降噪

振动和噪声是舰船一大公害。减振降噪的措施通常有两种:设法降低噪声源本身的发声和扰动强度,防止共振;限制振动和噪声在机械结构和空气中的传递途径,并在限制的过程中用适当的阻尼和吸收材料进行隔振,把振动和噪声能量耗散掉。本文不是从改进设备本身的技术性能上来降低结构噪声,而是对设备采取弹性支承措施,如安装减振、消声隔振器,使用挠性接管等措施来降低结构噪声。本文仅根据外刊报导,扼要地介绍目前国外在舰船上常用的减振降噪措施。     

船舶舱室空调通风管路减振降噪方法研究

常规船舶舱室空调通风管路能够完成船舶舱室的通风任务,但受船舶在海水中行驶,时常遭遇不确定性大风影响,管路存在振动频率与噪声较大的不足,为此提出船舶舱室空调通风管路减振降噪方法研究。引入通风管路流体动力学,基于Kip Stephen Thorne振动原理计算,构建减振降噪模型;合理选材提升通风管路材料阻尼性,优化包覆声学材料,实现船舶舱室空调通风管路减振降噪方法的研究。试验数据表明,提出的方法研究较常规方法减振77.24%,降噪81.13%。     

舰船管路系统振动和噪声源机理分析

管路系统振动和噪声是影响舰船声隐身特性的主要原因之一.本文根据舰船管路系统的布置特点,分析了舰船管路系统中主要的振动和噪声源.论述了泵、阀门和管内两相流在管路系统中引起的各种振动和噪声的特点以及它们的产生机理,并依据管路系统振动和噪声的产生特点,给出了相应的解决思路,为舰船振动和噪声的治理以及管路系统减振降噪提供了理论基础,为指导舰船管路系统减振降噪工作的开展提供了依据.     

系统工程思维在减振降噪工作中的应用

尽管吸振、隔振、吸声、隔声等单项减振降噪技术日臻成熟,针对特定频段、特殊环境的振动与噪声控制新措施层出不穷,但仍然无法确保在工程实践中可以取得良好的减振降噪效果。究其原因,未能重点关注船舶结构等实际系统的整体性和关联性特征、缺乏全面的系统工程思维制约了减振降噪技术效用的充分发挥。通过尝试应用系统工程思维指导减振降噪工程实践,顺利完成了某石油管道生产车间环境噪声治理和某型飞机异常噪声故障复原与归零工作。介绍减振降噪工作中部分系统工程的实践经验,提出相关建议,以期促进系统工程思维在船舶减振降噪工作中的进一步深化推广。     

舰船推力轴承液压减振装置研究综述

采用液压减振装置控制舰船推进轴系的轴向振动对降低舰船噪声辐射具有重要意义。文章首先介绍舰船推进轴系的轴向振动产生原因和早期解决方法,接着综述推力轴承液压减振装置的发展历史,重点阐述国外对液压减振装置的理论分析以及对液压减振装置的优化设计,并简要介绍了国内对液压减振装置的研究现状。通过总结梳理,较完整地呈现了液压减振装置的发展概况,供舰船减振降噪研究人员参考。     

深水海底支持船减振降噪的设计与研究

结合大连中远海运重工建造的深水海洋工程船为例,介绍了船舶减振降噪方面的设计方案和改善举措,以达到减振降噪效果。根据国际海上安全委员会《船上噪声等级规则》和船级符号要求,研究在设计和建造不同阶段减振降噪的方法,为船员提供更好的工作环境,为其他类似产品的设计和建造提供宝贵的经验。     

海事40 m级巡逻船理论螺旋桨设计应用分析

运用升力线、升力面以及面元法理论为海事40m级巡逻船设计新型螺旋桨。采用给定环量分布进行螺旋桨理论设计,并通过桨模敞水试验和实桨装船后的实船测试验证该桨的理论设计方法。实船测试主要通过2条相同船型的实船,分别加装图谱桨和理论桨进行航速、轴功率、艉部振动对比测试,用实船试航的试验数据对比分析理论桨相对图谱桨的性能指标。结果表明：采用理论方法设计的螺旋桨相对原来的图谱方法,与船型匹配得更加精确,实船的螺旋桨效率约提高2％;船体艉部振动约减小5dB。     

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。     

舰艇结构局部振动计算模型研究

针对舰艇结构局部振动计算模型进行了系统的分析研究,探讨了确定计算模型的几个关键性问题,同时结合目前甸新一代舰艇才建造实践,具体分析了多种舰艇结构局部振动的计算模型,对振动计算模型的建立具有一定指导意义。     

大型舰船总振动固有频率近似计算研究

基于我国舰船的设计规律,提出了一种精确计算大型舰船总振动固有频率所需初始数据的虚拟设计方法。以某舰船为原型,设计出177～200 m船长范围内系列虚拟船型主尺度及船体等值梁数据。计算出系列舰船虚拟船型船体的总振动固有频率值,扩展了船体总振动固有频率近似公式中统计系数的统计样本范围,利用扩展的统计样本数据提出了适合估算大型舰船船体总振动固有频率的经验公式。     

船舶水下辐射噪声特性研究

本文采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对船舶水下辐射噪声特性进行研究.首先应用五种类型的有限单元建立了接近于真实船舶结构的有限元模型(包括机舱动力设备),并应用有限元法完成了流-固耦合状态下,船舶结构振动位移响应数值计算.然后将有限元模型的外表面处理成边界元模型,并由船舶外表面位移响应计算得到用于水下辐射噪声计算的速度边界条件.最后利用边界元技术对船舶水下辐射噪声特性进行研究.本文预估了仅考虑推进柴油机激励、柴油发电机组激励、齿轮箱激励以及所有激励情况下的船舶水下辐射噪声,并将其数值计算与实际测量结果比较,比较结果符合良好.     

自航绞吸挖泥船全船结构强度和总振动特性评估

绞吸挖泥船有着不同于常规船型的结构特点,其首尾均有很大的开槽来设置桥架和台车。主甲板上的大开口以及放置在船体上的复杂工程设备会使其在结构强度、变形和振动特性等方面不同于常规船舶。通过建立一艘自航绞吸挖泥船的全船结构和桥架结构的有限元模型,对全船结构在航行及工作状态下的总强度以及总振动特性进行了分析和研究,以期对该类型船舶的设计提供参考和依据。     

船舶水下噪声研究三十年的基本进展及若干前沿基础问题

三十年来,船舶水下噪声研究取得了显著的进展,同时也面临新的需求和挑战。文章从船体结构振动和声辐射、低噪声设备、管路系统振动和噪声、隔振及声振隔离方法、声学材料和元器件、推进器及推进轴系声学特性、水动力噪声、声呐自噪声、声目标强度、声学测量方法等十个方面,简要回顾和梳理了船舶水下噪声研究取得的主要进展及进一步的发展方向,并提出了若干前沿的基础性问题。     

水弹性力学在SWATH船体结构振动响应分析中的应用研究

文章以三维水弹性力学理论为基础,对小水线面双体船的船体振动响应特性进行了分析,预报了该船体在航行时受发电机激励下的振动响应,并与实船测量结果进行了对比,结论表明三维水弹性力学方法在船体受机械激励作用下对于船体振动响应的预报是有效的,可应用于工程设计。     

阻尼处理多向加筋板的振动响应及声辐射

针对三种加强筋且横向加强筋为大小两种不同结构的典型加筋船板,考虑船板的弯曲振动,并计及船板内侧敷设粘弹性阻尼材料的阻尼处理和船板外侧重流体作用力,借助无限大板理论和经典波动法,建立了解析数学模型,导出了加筋船板在宽频单位力作用下的振动响应和远场水声辐射计算方法.通过典型实例的数值计算,讨论了小筋、阻尼等主要设计参数对辐射效果的影响.本文的研究成果对水声学工程设计有一定的指导价值.     

纵向弯矩下材料随机特性对复合材料船体可靠性的影响

The effects of stochastic characteristics of materials on the reliability of ship hulls made of composite materials under longitudinal moment were extensively studied using reliability and sensitivity calculations of a composite ship hull which was sagging.The reliability indices and failure probabilities of the ship in three kinds of failure modes (buckling,material failure,and ultimate collapse) were calculated by the surface response method and JC method.The importance factors of random variables in stochastic models,such as the model errors in predicting the ultimate longitudinal strength of ship and the longitudinal bending moment that the ship withstands,as well as the stochastic characteristics of materials in the models used,were calculated.Then,the effects of these random variables,including the stochastic characteristics of materials on the reliability index and the failure probability of ships which were sagging,were discussed with their importance factors.The results show that the effects of stochastic characteristics of materials on the reliability of ship hulls made of composite materials should be considered during the reliability assessment of composite ships.Finally,some conclusions and recommendations were given for high-speed ship design and safety assessment.