挠性接管对管壁弯曲振动的隔离性能分析

采用分析软件ANSYS就理想情况下袖套式挠性接管在不同的边界条件和布置情况下，对管路中沿管壁传播的弯曲振动的隔离性能分析表明，挠性接管在大部分频段上能有效的隔离弯曲振动，但也有可能使振动放大，这与其边界条件和布置情况密切相关，由此对挠性接管的布置安装提出建议.     

管路结构振动能量传递规律研究

为研究管路系统中振动能量的传递规律,建立了2根半无限长管道结构的纵弯耦合振动模型,基于波分析法,分别研究了2根管道在各类不同的连接边界条件下,弯曲波振动传递规律。引入无量纲系数,简化方程组,推导出弯曲波入射时在不同边界条件下的反射及透射系数。通过数值分析得到了弯曲波入射条件下,参数变化对振动能量传递规律的影响,研究结果表明两管连接刚度主要影响高频振动,两管夹角主要影响低频振动,扭转刚度会使振动能量曲线产生波谷,且当扭转刚度值较低时,对低频振动影响较大,计算结果对管路结构在不同工况下连接参数的选择具有指导作用。     

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。     

船舶海水管路系统振动特性计算与分析

为系统性地分析船舶海水管路系统的振动特性,采用有限元法建立泵组-隔振器-挠性接管-管段-支承-管路附件系统的频率域计算模型。以某海水管路系统为研究对象,通过数值仿真计算分析系统固有振动特性和振动传递特性。结果表明,挠性接管刚度对泵组-管段之间的振动传递比较关键,当其低于1/10的振源泵组隔振器刚度时,传递至管段的振动大幅衰减;优化管路附件、支承结构等可使管段弯曲振动频率避开泵组的低频激励频率,对抑制特定频段的振动传递比较有效。     

充液管路沿管壁传递的振动加速度测试方法研究

为了实现充液管路沿管壁传递的振动加速度的准确、快速测量,结合欧拉梁理论和壳体理论提出一种改进的测量方法,利用布置在同一截面的4个传感器,可同时测出沿管路传递的纵向波、扭转波以及分布在两个相互垂直平面内的弯曲波。通过对一系列具有不同管径的管路系统的试验验证,证实了本文所提方法的正确性。     

中厚耦合板结构的振动特性分析

基于Mindlin板理论,采用改进傅立叶级数的方法对任意弹性边界条件和耦合条件下的耦合板进行了振动分析。为建立通用的结构模型,在耦合板结构的耦合边上均匀布置六种类型线性约束弹簧模拟耦合条件,在非耦合边上布置五种类型的线性约束弹簧模拟边界条件。耦合板结构的弯曲振动位移函数和面内振动位移函数表示为标准的二维傅立叶余弦级数和辅助级数的线性组合,通过辅助级数的引入,解决了位移导数在边界不连续的问题。利用Hamilton原理建立求解方程,推导出中厚耦合板结构的振动控制方程的矩阵表达式,通过求解矩阵方程可以得到耦合板结构的固有频率和响应。通过数值仿真分析计算,并与有限元结果和实验进行比较,验证了该方法的准确性。     

挠性接管布置对管路系统振动特性的影响分析

在实际管路系统低噪声安装施工中,由于受船舶安装空间因素的限制,振源附近通常没有位置安装挠性接管,此时往往会改变挠性接管的安装位置。由于挠性接管安装位置改变,管路系统振动特性也随之改变。针对以上问题,建立安装有挠性接管管路系统的有限元模型,改变挠性接管安装位置,计算指定点在单点激励下的振动特性,最后进行实验验证。结果表明:尽管理论上挠性接管的布置应尽量靠近振源,但在实际安装过程中,若安装空间不允许,可根据空间位置适当调整挠性接管与振源的相对位置,实验证明合理地调整其安装位置对管路系统振动噪声控制影响较小。这一研究将为管路系统挠性接管的低噪声安装提供实践参考和理论依据。     

潜艇管路系统振动噪声控制技术的研究

文章介绍了潜艇管路系统振动噪声的传播途径和主要的控制方法,针对管路振动辐射噪声中低频线谱难以消除的问题,着重阐述了主动控制技术在管路振动隔离中的应用现状。并结合目前实际情况,对管路系统减振降噪工作提出建议。     

加肋有限圆柱壳体的边界条件对其振动和声辐射的影响

采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量附加阻尼算法,建立了加肋有限圆柱壳体的有限元模型,并采用该模型对十四种方案的水下振动和声辐射进行了分析,讨论了模型边界条件对其水下振动和声辐射的影响规律以及在采用舱段模型代替整艇模型进行噪声估算时中间舱段长度的选取原则。结果表明用一个舱段模拟整艇的动态特性容易造成低频整体模态振型的缺失,在舱段首阶弯曲振动的模态频率以上,采用舱段来预报整艇的表面振动和辐射声功率是可以接受的;当整艇艇长不超过中间舱段长度的两倍时,可以采用舱段模型代替整艇模型进行噪声估算。     

基于波分析的动态子结构法及其在船舶管系振动计算中的应用

为简化管路系统建模及提高计算精度,结合波分析法和动态子结构方法提出一套管路系统振动计算方法。将整个管系按直管段分解为连续动态子结构,将法兰、连接点、管支架及设备等效成集中质量或连接边界条件,将外激励等效成入射结构波。基于波分法在每个子结构中给出位移表达式,再通过边界条件合成总控制方程并求解。以简化Z型管系模型为对象进行仿真计算,并将计算结果与实测数据和有限元计算结果进行比较,三者趋势一致且峰值频率基本吻合,验证了该组合方法在自由度远低于有限元法的条件下仍保持较高的计算精度。研究同时发现,管支架刚度主要影响低频模态,而对高频区影响不明显。     

喷水推进器进水流道的声传播特性分析

进水流道作为喷水推进泵脉动声源通过进水口向远场辐射的传递通道,声波经流道传播后流道进口处声压峰值频率相对流道出口声压峰值频率发生较为显著的偏移。为解释该现象,文章以进水流道为对象分析其声传播特性。首先分别利用阻抗出口边界和自动匹配层出口边界计算分析了轴对称变截面管道的声传播特性,计算值与文献值吻合较好,验证了大截面管路声传播特性数值计算的可信性。然后以进水流道为对象,并以面平均声压衰减量为评价流道声学特性的指标,利用自动匹配层出口边界分析了流道的声传播特性。结果表明:由于低频段流道内仅能传递平面波,高次波被衰减,导致该频段声压衰减量较大;声压衰减量的最小值对应频率与喷泵叶频或其谐频接近,使得流道进出口截面处最大声压对应频率产生偏移。     

弹性通舱管件设计研究

为减少振动能量沿管路的传播,设计了海水管路和一般管路的弹性通舱管件.对这两型弹性通舱管件制订了技术参数,进行了多种方案对比分析后,各确定了两种方案.然后根据实船使用状况对这两型方案采用有限元法进行了静力分析、密性分析和隔振性能分析,还进行了疲劳试验.结果表明:对于通舱管件,在过流件和安装件之间嵌入减振橡胶这样一种设计形式,有效地降低了管路系统振动噪声由通舱管件向舱壁和船体的传递;并能在保障该产品功能和安全性的同时,满足所确定的各项性能参数和声隐身性能等技术要求.该弹性通舱管件可靠性高、减振性能好,并且满足上船安装和使用的相关要求.     

舰船阻振质量刚性隔振特性研究

利用波动理论的分析、处理方法,分析了阻振质量对船体结构中振动波传递的阻抑特性,讨论了阻振质量偏心布置对其隔振性能的影响。在此基础之上,突破传统柔性隔振理论的局限,开展双层壳动力舱段阻振质量刚性隔振特性研究,从阻抗失配的角度出发,初步给出了具有高传递损失特性的舱壁及出海管道系统结构形式,为船舶结构声学提供参考。研究结果表明:不同形式的阻振质量增大了船体结构的阻抗失配程度,加剧了振动波在船体结构中的波型转换、散射和反射,显著降低了动力舱段中高频带的振动和声辐射。     

挠性接管安装工艺对系统振动传递影响试验研究

为了解挠性接管安装工艺状态对机械隔振系统振动传递特性的影响,选取某型船舶上典型的管路系统及挠性接管为研究对象,采用二分法进行了挠性接管不同安装工艺偏差对系统振动传递特性影响的试验研究。结果表明,在一定安装工艺偏差范围内,船体结构振级、马脚下部振级、挠性接管远设备端振级变化不大,在安装过程中应控制挠性接管工艺参数在规定偏差范围内。     

多跨充液管道的振动特性分析

考虑管道与液体之间的泊松耦合与结合部耦合,推导了低频情况下的充液直管轴向、横向振动传递矩阵与刚性支撑的点距阵.使用传递矩阵法计算两种边界条件下单跨和多跨充液管道的模态频率及模态振型.结果表明,在充液管道振动分析中,流固耦合作用不能忽略,多跨管道系统由于刚性支撑的加入使系统频率增加.     

具有安装偏差的弹性通舱管件隔振性能仿真分析

在对DN32弹性通舱管件具有安装偏差进行隔振性能试验的基础上,应用ANSYS商业软件对DN32弹性通舱管件具有与试验相同安装偏差值时的隔振性能进行仿真计算,采用与试验隔振性能相一致的评价指标,计算值与试验值比较表明,二者吻合良好。     

充液弯管的模态频率计算

考虑管道与液体之间的泊松耦合与连接耦合，推导了低频情况下的充液弯管轴向、横向振动的传递矩阵，并在给定的边阶条件的情况下推导出用传递矩阵求解弯管模态频率的方法。最后，用传递矩阵法和Ansys有限元分析软件计算了一定边界条件下充液弯管的模态频率。结果表明，固液耦合作用可使弯管的模态频率降低。     

A model for the biaxial dynamic bending of unbonded flexible pipes

An analytical model is given to investigate the behavior of unbonded flexible pipes under biaxial dynamic bending. The stick-slip conditions of each wire are studied in the framework of incremental analysis by an operator splitting of the time step into a stick-state prediction and a slip-state correction step. The tension gradient is calculated using the classical return-mapping algorithm and the obtained tension gradients are integrated numerically to find the axial tension by imposing appropriate boundary conditions. From the axial tension the bending moments with respect to the principal bending axes of the pipe are obtained. Poisson's effect, bending induced tension in the wire, shear deformations of the supporting plastic layer and the changes of the effective torsion and curvature increments of the wire after slip occurs are taken into account in the model. The results of bending moment–curvature relationship from this model are compared with the test data from simple bending and good correlations are found. The comparison of the biaxial bending moment results between this model and the available model also shows good agreement.