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。     

舰船典型基座输入机械阻抗特性分析

为了提高水面舰船的声隐身性能,本文对典型的舰船基座结构开展研究。利用阻抗分析法研究了基座结构的输入机械阻抗对舰船声隐身性能的影响,基于有限元方法分析了典型舰船基座结构参数的变化对其输入机械阻抗的影响规律。研究表明:基座面板的厚度和隔振器的布置位置对机械阻抗的影响较大,腹板的厚度和高度、腹板开孔和开孔加强对机械阻抗的影响较小。研究所得的结果对舰船基座的设计有一定的指导意义。     

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。     

基座设计对隔振效果的影响分析与优化方法研究

本文详细探讨了基座设计对隔振效果影响,并提出在不改变基座结构形式和保持总质量基本不变等前提下,通过优化基座结构变量提高基座首阶弹性频率以提高基座阻抗的方法。利用提出的方法进行某柴油发电机组浮筏隔振装置的实船基座优化实例分析和验证,结果表明,所提出的基座优化方法可以有效提高基座的弹性模态频率,从而达到提高基座阻抗和降低基座振级的目的,对工程应用中提高隔振装置性能具有较好的参考意义。     

典型船舶悬臂基座阻抗特性研究

基于阻抗分法探索悬臂型基座的机械阻抗特性,借助有限元软件数值分析典型船体悬臂型基座的阻抗特性,以及基座各结构参数对其机械阻抗的影响规律;在此基础上,基于阻抗失配原理开展了悬臂型基座结构参数优化研究,最终形成一套较准确的船体基座阻抗分析方法,且具有较好的工程应用价值。     

改进的锤击法测量原点阻抗

机械阻抗是机械系统特性的集中参数表示, 是解决机械系统耦合问题的一个重要工具。现有的机械阻抗方法有激振器激振传感器,冲击锤敲击实验结构等方法,但都有各自的局限性。本文提出了改进的锤击法测量原点阻抗。通过实验对比,对其可行性进行了研究,证明了此种方法可以快速并较为准确的获得结构的原点阻抗,具有工程实用性。     

典型舰船基座机械阻抗特性参数化快速分析平台开发

基于阻抗分析理论及基座机械阻抗有限元分析方法,开发典型舰船基座机械阻抗特性参数化快速分析平台,对典型舰船基座进行参数化建模并进行有限元分析,快速得到阻抗曲线。分析各结构参数对机械阻抗的影响,为舰船基座设计和改进提供借鉴。     

复合材料杆件模态参数的识别研究

基于杆件纵向振动理论,推导了复合材料杆试件的机械阻抗解析公式,并用瑞利法计算了无阻尼离散系统的模态质量和基频.在机械阻抗平台上,采用单点激振法进行实验,得到频域内复合材料杆件的机械阻抗数据.用实验方法、解析方法和混合方法进行了模态参数的初步识别.然后,用非线性最小二乘方法中的Levenberg-Marquardt算法求得了模态参数的最优值.研究结果显示:采用优化参数的单自由度离散系统模型与实验结果吻合良好,在实验频段可以较好地描述复合材料试件的动力学特性.     

隔振器机械阻抗特性研究

针对传统的将隔振器简化为弹簧和阻尼器的模型不能反映其动态特性随频率的变化而变化的特点，对隔振器的机械阻抗特性进行了理论计算和实验研究；分别按理想弹性元件和实际弹性元件计算了圆柱型橡胶隔振器的机械阻抗，两者在低频段吻合良好，而实际弹性元件的机械阻抗在高频段出现上翘的波峰，此为高频波动效应的结果；本文还分别对6种隔振器的机械阻抗进行了测量，结果与理论分析一致。     

基于数值试验的减振器阻抗特性研究

基于四端参数法分析了计及高频波动效应的圆柱型橡胶减振器的阻抗特性,以E型和BE型减振器为研究对象,通过合理的建模技术,借助有限元软件数值计算该减振器的机械阻抗。在此基础上,探索加载对减振器机械阻抗的影响规律,所得的计算结果与减振器的实测特性相符。该文为后期减振器的研制及其阻抗特性的确定提供计算方法。     

充液柔性接管轴向耦合阻抗理论研究

本文基于管内平面波假设,考虑泊松耦合,从基本方程出发,推导充液柔性接管的声阻抗、机械阻抗和机械-声、声-机械耦合阻抗的解析表达式,通过算例对轴向阻抗结果以及耦合与非耦合的阻抗结果进行对比,研究几何参数对轴向阻抗结果的影响,比较钢管和橡胶管的轴向阻抗值.所给出的计算公式拓展和完善了现有柔性接管阻抗的理论研究工作,可以为耦合阻抗试验测试提供理论依据.研究结果对于柔性接管动态特性的综合研究、提高管路系统声学设计水平具有重要的意义.     

船舶阻抗失配基座对平面弯曲波传递的阻抑特性

研究了船舶阻抗失配基座对平面弯曲波传递的阻抑特性.基于波动理论,根据不均质结构中波型转换、阻抗特性,推导并给出了振动波入射不同连接形式的船舶基座结构的透声系数及隔声量公式,归纳了隔振性能随基座板架厚度比及频率变化规律,讨论了基座连接结构处板架固定方式对隔振性能的影响.在理论分析基础上,构造含阻振质量的阻抗失配基座.数值结果表明阻抗失配基座显著增大了基座的输入机械阻抗,加剧了振动波在船体板架中的波形转换、散射和反射,显著提高了舰船基座结构的隔振效果.     

复合材料杆件机械阻抗测试方法研究

针对复合材料杆试件,从理论上指导了其机械阻抗特性.介绍了机械阻抗测量原理和测量方案,并在阻抗平台上测得了机械阻抗数据.结果表明,激励频率高于100Hz时,理论预测值和试验测量值相差较小,证明了该实验方法的正确性.     

机械设备隔振系统的子结构建模方法研究

基于频响函数(FRF)的子结构方法是分析复杂组合结构的有效方法之一,其基本原理是使用单个非耦合的分量FRF通过阻抗或导纳方程构成总的系统响应。通过采用自由速度描述机械设备的激励特性,采用四端参数描述隔振器的阻抗特性,建立了机械设备隔振系统完整的子结构模型。经实测,获得了设备机脚的自由速度以及基座等结构的导纳矩阵,计算获得设备弹性安装后机脚和基座安装点的响应,并与测试结果进行了比较。分析表明,结果吻合较好,计算值与测试值的偏差基本在3 dB以内,能够满足工程要求。     

用于原点阻抗测量的改进锤击法

机械阻抗是机械系统特性的集中参数表示,是解决机械系统耦合问题的一个重要工具。现有的机械阻抗方法有激振器激振传感器和冲击锤敲击实验结构等,但都有各自的局限性。文章提出改进的锤击法测量原点阻抗。通过试验对比,对该法的可行性进行研究,结果证明该方法可以快速并较为准确地获得结构的原点阻抗,具有工程实用性。     

球形挠性接管机械阻抗测试方法

介绍了球形挠性接管机械阻抗的测试原理和测试方法,并将所测得的阻抗数据与理论计算结果和有限元计算结果进行比较。结果表明:在较低频时,三者数值较吻合,证明了该试验方法的正确性。此外,还分析了不同静压对阻抗的影响。     

基于阻抗失配原理的潜艇隔振基座结构设计

研究了潜艇阻抗失配基座对平面弯曲波传递的阻抑特性。基于波动理论,根据不均质结构中波型转换、阻抗特性,推导并给出了弯曲波在潜艇基座结构的透声系数及隔声量公式。在理论分析基础上,基于阻抗失配原理,对某典型基座结构进行隔振设计。数值结果表明阻抗失配基座加剧了振动波在基座中的波形转换、散射和反射。     

水下结构物长基座拓扑与尺寸优化设计

[目的]基座结构的阻抗值及不同加载点间的阻抗均匀性会影响水下结构物辐射噪声。[方法]以一典型水下结构物长基座结构为研究对象,将基座腹板单元密度作为设计变量,提出以提高基座阻抗均匀性为目标的拓扑优化数学模型,并根据优化结果提出有效的腹板开孔形式。在此基础上,以基座各板厚作为设计变量,同时将基座的阻抗值及阻抗均匀性作为目标,建立基于宽容排序法的多目标尺寸优化数学模型,获得基座面板、腹板和肘板板厚优化方案。[结果]拓扑结果表明,基座腹板上并不以相同的模式开孔,且腹板开孔中心与其几何中心不同。尺寸优化结果表明,改变基座面板、腹板以及肘板板厚的搭配,可使案例阻抗离散度最大值减小9.37%,同时基座重量降低33.31%,且加载点阻抗最小值基本不变。[结论]为了提高不同加载点间的阻抗均匀性,不宜在基座腹板上以相同的模式开孔;为了兼顾阻抗均匀性和阻抗值,基座各构件不同区域板厚可不相同。研究结果可为水下结构物基座优化设计提供参考。     

关于机械阻抗的若干问题探讨

针对机械阻抗讨论了几个问题,提出了振源假设的概念及判别方法,从最普遍的角度说明了机械阻抗理论及如何应用于系统分析,提出了机械阻抗理论在系统建模中的子系统划分原则,分析了为什么习惯应用机械阻抗而不是机械导纳,比较了机械阻抗与相关理论的差别;阐述了广义机械阻抗的控制区域划分,总结出了机械阻抗运算的处理技巧及在系统中的运算方法;介绍了典型系统的机械阻抗获取方法。本文对这些问题的系统讨论将会进一步促进机械阻抗理论的应用及发展。     

考虑流固耦合的任意支撑和分支角度三通管阻抗计算方法

计算分析任意支撑和分支角度三通管轴向和横向声阻抗和机械阻抗,为管路系统噪声预报和声学优化提供支撑。首先建立直管段14方程流固耦合模型,利用拉氏变换并对方程进行推导,得到直管段14个参量频域解析解。然后结合分支点的平衡条件和边界条件,得到任意支撑和分支角度三通管的最终解,在此基础上,利用阻抗计算公式结合不同的参数解,求得三通管1个声阻抗和6个机械阻抗值。最后,通过试验验证计算方法正确性,同时对不同支撑和分支角度的三通管阻抗特性进行计算和分析。