负泊松比超材料浮筏设计与减振机理研究

提出一种基于负泊松比超材料筏架的新型轻量化浮筏减振装置。建立了浮筏-基座-实船的有限元模型。通过数值计算,在船舶满载出港工况下比较4种浮筏的振级落差、筏体强度及传递到船底板的振级,探讨超材料浮筏在实船上应用的可行性。研究表明,采用负泊松比超材料填充的筏体在某些频段能提高浮筏的振级落差,减小主机传递到机舱船底板的振动强度,可以显著降低筏架重量。负泊松比超材料浮筏结构具有轻量化、高隔振效果、高降噪性能等特点,在船舶动力设备舱室减振中具有重要应用价值。     

非运转设备对浮筏隔振效果影响研究

本文针对典型浮筏隔振系统的结构件和减振元件,分别建立运转设备、非运转设备、筏架及基座的导纳方程和减振器的阻抗方程;利用阻抗导纳综合法构建含非运转设备的浮筏隔振系统三向振动传递模型,通过试验验证了在振动传递模型中考虑弹性安装非运转设备的必要性。最后,根据对比工况的试验结果分析了非运转设备对浮筏振动传递特性的影响规律,为舰船浮筏隔振系统的声学性能精细化设计提供了思路。     

浮筏隔振系统三向振动传递特性研究

针对浮筏隔振系统,建立包含设备、减振器、筏架和基座的三向振动传递动力学模型。分别建立了减振器的阻抗方程和设备、筏架及基座等结构件的导纳方程,并基于阻抗综合法获得浮筏隔振系统三向动力学模型。通过试验,验证了该模型对于浮筏三向振动传递估算的精度满足工程要求。最后,分析设备不同方向激励对基座三向振动响应的影响,证明了在浮筏振动传递特性研究中考虑三向的必要性,可对舰船中浮筏隔振系统设计提供重要的技术支撑。     

柔性浮筏隔振系统的理论建模与仿真研究

舰船浮筏隔振系统是舰艇、潜艇提高声隐身性能的重要技术途径之一,而功率流是评价隔振系统性能的有效实用方法,文章利用功率流作为浮筏隔振系统的性能评估方法,就筏架和基础结构的柔性变形对隔振效果的影响进行了理论与数值分析,发现在低频段刚性和柔性筏架的数值结果基本一致。还研究了负载质量、隔振器刚度和阻尼以及筏架和基础的结构损耗因子对隔振系统性能的影响。在文中的仿真研究中使用了Adams多体刚柔耦合建模仿真方法分析了浮筏的动力学特性,结果与理论解较为一致。     

船用空压机浮筏隔振装置仿真设计及校核*

论文以某船用空压机为研究对象,以减少其工作时振动噪声为目的进行隔振装置的仿真设计。建立了空压机浮筏隔振装置三维实体模型,基于ABAQUS软件开展了筏架组自由模态的仿真计算,采用ADAMS软件实现了静载、横倾和纵倾作用下隔振装置减振器负荷及变形量校核,模拟了大风浪航行下隔振装置的极限摇摆状态,并对减振器是否超负荷进行了校核,提出在隔振装置下层与船体之间加装限位器。结果表明所设计的隔振装置满足实船工作要求,隔振系统具有良好的隔振效果。     

筏架几何参数对隔振系统性能的影响分析

[目的]为了研究几何参数对浮筏隔振系统性能的影响,[方法]运用参数化建模技术建立筏架的参数化有限元模型,以振级落差作为隔振效果的评价参数。在弹性筏架总质量不变的前提下,分析筏架几何参数对系统隔振性能和筏架固有频率分布的影响。[结果]结果表明:筏架的几何参数对浮筏隔振系统隔振效果的影响主要体现在中、高频段;筏架高度、长宽比、肋板数目是影响浮筏隔振系统隔振性能和筏架固有频率分布最重要的几何参数;调整筏架几何参数是避开机械设备激振频率的有效途径之一。[结论]所得结论对浮筏隔振系统设计具有一定的工程实用价值。     

浮筏隔振系统隔振性能优化设计研究

建立了板式浮筏隔振系统有限元模型,用有限元直接法计算了隔振系统对动力学激励的加速度响应,以中间筏架各局部厚度为设计变量,以中间筏架重量为约束,以减小弹性基础振动、增加振动隔离为目标建立了优化数学模型,用可行方向法实现了隔振系统的优化设计。实例结果表明,隔振系统的优化设计可在筏架重量不增加、通过重新分布筏架的重量就可以减小基础的振动,增加浮筏系统的隔振性能;优化后基础的振动显著降低,极大地提高了隔振系统的隔振性能。     

舰船浮筏隔振特性的有限元分析及试验研究

以一带有浮筏隔振装置的舰船模型为对象，利用ANSYS软件的有限元分析以及试验手段，对其隔振性能进行了研究。将船体与浮筏装置作为一个系统，建立其三维有限元振动分析模型；以降低船体结构振动能量为目标，从基础刚性与阻尼以及隔振器刚度与阻尼等条件出发，对发动机激励作用下的浮筏装置与船体的振动特性进行了分析；通过系统结构参数的优化，探讨了实现良好隔振特性的途径，为舰船的减振降噪设计提供了依据。通过理论和试验两方面的研究与对比，得到有工程应用价值的若干结论。     

舰船浮筏隔振特性的有限元分析及试验研究

以一带有浮筏隔振装置的舰船模型为对象，利用ANSYS软件的有限元分析以及试验手段，对其隔振性能进行了研究。将船体与浮筏装置作为一个系统，建立其三维有限元振动分析模型；以降低船体结构振动能量为目标，从基础刚性与阻尼以及隔振器刚度与阻尼等条件出发，对发动机激励作用下的浮筏装置与船体的振动特性进行了分析；通过系统结构参数的优化，探讨了实现良好隔振特性的途径，为舰船的减振降噪设计提供了依据。通过理论和试验两方面的研究与对比，得到有工程应用价值的若干结论。     

筏架和基座特性对浮筏隔振效果的影响

从浮筏隔振系统中各子系统的广义四端参数矩阵入手,推导振级落差的计算方法。在此基础上,以某型发电机组浮筏隔振装置及其船体基座为研究对象,进行数值仿真,探讨筏架与基座对隔振效果的影响。结果表明,基座结构会对隔振效果产生较大的影响,而筏架结构对隔振效果的影响较小。     

减小筏架变形的浮筏气囊系统设计

大型船用浮筏气囊隔振系统容易产生弹性变形,不仅会导致筏上设备产生相对位移,危及设备运行安全,还会造成气囊载荷分布不均,降低控制系统对复杂工况的适应性。本文建立某船舶浮筏隔振装置模型,提出一种基于位移参数识别的筏架弹性变形判别方法,并根据此方法分析设备分布和气囊支撑方式对筏架弹性变形和控制系统的影响,最后在试验平台上进行验证。研究成果可为浮筏气囊系统设备分布和气囊布置方案设计提供新的思路。     

减小筏架变形的浮筏气囊系统设计

大型船用浮筏气囊隔振系统容易产生弹性变形,不仅会导致筏上设备产生相对位移,危及设备运行安全,还会造成气囊载荷分布不均,降低控制系统对复杂工况的适应性。本文建立某船舶浮筏隔振装置模型,提出一种基于位移参数识别的筏架弹性变形判别方法,并根据此方法分析设备分布和气囊支撑方式对筏架弹性变形和控制系统的影响,最后在试验平台上进行验证。研究成果可为浮筏气囊系统设备分布和气囊布置方案设计提供新的思路。     

平台柴油机集成减振隔声装置的设计与试验

为了提高平台主机减振和隔声效果,以某船用柴油机为研究对象,开展浮筏-隔声罩集成减振隔声方案设计。建立系统有限元模型,计算柴油机额定转速下的振动响应和振级落差,对浮筏隔振性能进行初步评估。通过模型试验,进一步评估了安装浮筏、隔声罩后的减振和隔声效果。结果表明,采用集成减振隔声装置后,柴油机机脚-基座的横向、纵向及垂向的隔振效果明显提高,并且改善了原始单层隔振方案中能量集中频段的噪声,隔声效果显著,设备空气辐射噪声得到了较好的控制。该集成减振隔声方案试验效果明显,可为深水半潜式支持平台主机的减振隔声集成设计提供参考。     

船舶辅机的隔振设计及船体耦合振动分析

为了减小船舶的振动与噪声,对某船用空压机组进行了浮筏隔振装置的设计,其中包括隔振参数的确定以及筏体结构的设计等。通过建立隔振系统的有限元模型,分析了该系统的动力学特性,包括振动模态、振动传递率以及对于冲击的响应。为了揭示实船隔振系统的规律,将空压机组浮筏装置的有限元模型拓展到全船,分析了隔振装置装船后的耦合振动模态,讨论了船舶结构的振动对浮筏系统隔振效果以及冲击响应的影响。在此基础上,探讨了提高船舶辅机浮筏隔振系统动力学性能的途径。     

浮筏隔振系统拓扑优化减重研究

随着隔振技术的发展,采用浮筏隔振装置已成为控制舰艇机械振动的重要措施。浮筏筏体的结构和质量差异,对其隔振性能有较大影响,而且应用浮筏隔振必然占用更多重量、空间等资源,增加舰艇总体的负担。本文采用拓扑优化方法对浮筏隔振系统进行优化,设计了新的筏体结构,同时采用功率流的分析手段研究了振动能量在浮筏隔振系统中传递的特性,通过数值仿真结果可以看出本文优化的筏体结构在重量减轻的情况下,仍具有较好的隔振性能,验证了拓扑优化方法用于浮筏结构优化和减重的可行性,具有极其重要的工程应用价值。     

舰艇浮筏隔振系统的发展与趋势

舰船振动噪声水平直接关系到其隐身性能,会严重影响舰船的战斗力和生命力。隔振浮筏以其优良的隔振性能和紧凑的结构被广泛应用于舰艇的动力设备中。文章介绍了浮筏隔振系统的发展概况以及浮筏隔振技术的发展现状,论述了隔振浮筏结构的发展现状,最后提出了当前浮筏隔振系统存在的一些问题并探讨了其未来的发展趋势。     

船舶浮筏装置结构非刚性影响的试验研究

文章对船舶浮筏装置中影响隔振性能的结构非刚性因素进行了理论分析与试验研究。讨论了筏体与基础非刚性以及声振传递的第二通道影响,进行了浮筏装置的多方案隔振试验与分析,提出了船舶浮筏隔振设计的一些值得注意的问题。     

基于ANSYS的舰艇浮筏隔振系统特性

为提高舰艇浮筏隔振系统隔振性能,对浮筏隔振装置进行了仿真设计。在现有浮筏隔振系统研究成果的基础上,采用有限元方法对计算结果进行进一步研究。利用SOLIDWORKS建立三维实体模型,运用ANSYS软件进行浮筏装置的静力和模态仿真分析。结果表明:在一定范围内,越小的上层隔振器刚度和越大的中间筏体质量,得到的隔振效果越好。     

浮筏系统隔振优化设计

文中基于Abaqus瞬时模态动态分析获得浮筏系统动力响应,对多激励源浮筏建立了隔振性能优化设计数学模型。选取筏架板厚、隔振器刚度、设备布局坐标作为设计变量,考虑设备布局、筏架应力、质量以及工艺性要求等约束,以浮筏基座处的力振级落差为目标函数,采用Python建立浮筏有限元分析参数化模型,通过Isight平台集成Abaqus,运用遗传算法,给出了浮筏设备隔振性能优化设计最优解。     

舰船浮筏减振特性研究

舰船机械设备在运转时会引起船舶结构的强迫振动,造成船舶结构的损坏,降低船载精密设备的工作精度。因此,舰船隔振技术一直是船舶工业的研究热点。舰船浮筏是一种新型的弹性减振器,它利用弹性阻尼元件将船载机械设备与船体分离,使船载设备的振动无法直接传递到船体,并通过控制和吸收振动源的弹性波达到减振的目的。本文系统分析了舰船浮筏减振器的结构与原理,建立了舰船浮筏的有限元模型,对舰船浮筏的减振特性进行基于Ansys软件平台的仿真研究,并进行了舰船浮筏的相关参数优化。