舰船刚性阻振质量基座中频振动特性研究

有限元与统计能量混合法(FE-SEA)将计算低频响应的有限元法(FEM)与计算高频响应的统计能量法(SEA)结合起来,有效解决了FEM计算量大而SEA计算不准的中频域问题。提出在舰船弹性基座中引入刚性减振器,即在舰船基座与船体结构连接部位布设刚性阻振质量,并采用基于FE-SEA混合法的VA One软件对舰船刚性阻振质量基座的中频振动特性进行了研究。结果表明,刚性阻振质量对中高频结构噪声可起到明显的隔振作用,而对低频结构噪声的减振效果则不明显,甚至没有减振效果,这对刚性阻振技术在实艇基座减振降噪设计中的应用具有一定的实际工程价值。     

豪华客滚船全频段舱室噪声预报及降噪设计

豪华客滚船对于整体性能和舒适性要求较高,但由于船体结构复杂、舱室数量众多、多重噪声激励下,存在噪声预报准确性不足,降噪设计难度大的问题。本文提出一种基于统计能量法（SEA）、有限元-统计能量法（FE-SEA）,有限元法（EFEA）的豪华客滚船全频段噪声预报方法,并结合贡献量分析开展舱室降噪设计。首先,基于统计能量法建立高频声振耦合模型,计算各板子系统模态密度,进行频段划分,进而建立有限元-统计能量分析模型和有限元模型;其次,通过设置损耗因子、耦合损耗因子,确定螺旋桨振动噪声,主机和电机辐射噪声、振动噪声及空调通风噪声等主要噪声源,进行全频段声学分析。最后,根据《船上噪声等级规则》MSC.337(91)噪声标准规范,提出相应降噪方案,并进行贡献量分析。结果表明,该研究成功对船舶舱室进行全频段声学预测,经降噪处理后,舱室噪声值满足规范值要求。     

船舶齿轮传动装置箱体振动噪声 分析与控制研究进展

箱体作为船舶齿轮传动装置的重要组成部分,在工作过程中由于齿轮系统的激励会产生振动噪声,不仅影响船舱的舒适性,还会对船舶的安全造成威胁。针对船舶齿轮箱尺寸大、结构复杂、安装形式多样的特点,文章从振动噪声的分析方法和控制措施两方面总结了国内外近年来的研究进展。在分析方法方面,对比了采用齿轮系统-箱体全有限元模型进行振动分析与采用齿轮系统集中质量模型和箱体有限元模型进行振动分析的优缺点,评述了有限元法、边界元法、统计能量法、中频混合法等方法的特点及研究进展,总结了计入安装特征影响的方法。在控制措施方面,介绍了以降低振动噪声为目标指导齿轮箱结构改进的方法,总结了确定阻尼材料敷设位置、方式及厚度的方法。最后讨论了需要进一步研究的问题。     

利用统计能量分析的噪声预测法在小型船舶上的应用

从理论上和试验方面研究了应用统计能量分析（ＳＥＡ）法对巡逻艇和游艇类高速艇的噪声预测。在研制高速艇ＳＥＡ模型时，重要的是要定义一个包含传递振动能量的主机桁材结构子系统。在主要的低频区域的频带中，把系统分解成具有足够模态的物理量单元也是非常重要的。使用有限元法测量ＳＥＡ模型中主要的分系统时，能量流分析法是非常实用的方法。最后，为了提高噪声预测的精度，必须取船体结构构件的船舱内构件的平均值，并且将ＳＥ     

船舶典型舱段全频段空气噪声预报

针对受声舱和声源舱相邻的典型舱室分布,基于声振分析软件VA One,确定频率范围,考虑吸隔声材料和门缝等因素的影响,综合运用统计能量分析法(SEA)、有限元法(FEM)和FE-SEA混合方法对受声舱的空气噪声进行全频段仿真预报。模型试验验证仿真计算,比较受声舱空气噪声的仿真预报值和测试值,两者随频率变化的趋势比较一致,说明预报方法可行。     

机舱平台附近居住舱室自噪声特性分析

基于统计能量法,建立某型船全船舱室统计能量法计算分析模型,分析振动激励源和空气激励源对于机舱平台附近居住舱室噪声特性的影响,得到了主要的噪声激励源及其分布位置,并讨论了不同位置的激励源对机舱附近居住舱室噪声的贡献量大小。研究结果表明:不同位置的振动激励源对机舱平台附近居住舱舱室噪声贡献量也不一样,离考核舱室越近的振动激励源对其舱室噪声的贡献量越大,通过对比降噪方案,得到一种机舱平台附近居住舱室噪声最优化的减振降噪方法。     

18万t好望角型散货船典型舱室噪声分析

应用统计能量法利用VA One软件对18万t散货船全船舱室噪声水平进行预报,选择典型舱室作为研究对象,将预报值与母型船实测值、规范限值对比,发现大部分舱室的噪声预报值满足规范要求,与实船测量值误差范围在3 dB(A)以内,医务室的预报值超出规范要求2. 6 dB(A),提出修改方案。     

物探调查船舱室噪声预报及控制方案研究

分析舱室噪声的主要贡献源有助于采用合理的降噪措施。采用统计能量分析方法对某型物探调查船全船舱室噪声进行数值计算。通过分析能量传递路径,发现该船多数舱室的噪声主要贡献源为主柴油发电机组振动引起的结构噪声。依据此特点,讨论兼顾主柴油发电机组减振和舱室噪声控制的负泊松比蜂窝浮筏隔振隔声方案。研究表明,采用负泊松比蜂窝浮筏隔振措施能够显著减小主柴油发电机组振动导致的船体甲板的振动强度,进而减小船舶舱室噪声。     

物探调查船舱室噪声预报及控制方案研究

分析舱室噪声的主要贡献源有助于采用合理的降噪措施。采用统计能量分析方法对某型物探调查船全船舱室噪声进行数值计算。通过分析能量传递路径,发现该船多数舱室的噪声主要贡献源为主柴油发电机组振动引起的结构噪声。依据此特点,讨论兼顾主柴油发电机组减振和舱室噪声控制的负泊松比蜂窝浮筏隔振隔声方案。研究表明,采用负泊松比蜂窝浮筏隔振措施能够显著减小主柴油发电机组振动导致的船体甲板的振动强度,进而减小船舶舱室噪声。     

主机排放噪声对船舶舱室噪声的影响研究

基于统计能量方法研究主机排放噪声对船舶舱室噪声的影响规律。建立某船舱室噪声预报模型,分析是否考虑主机排放噪声时舱室噪声水平,探究是否需要考虑主机排放噪声对舱室噪声影响。研究表明,考虑主机排放噪声的舱室噪声计算结果更接近测试值,且主机排放噪声是距主机舱较近舱室噪声的重要成分,对于居住室、医护室等对噪声要求较高的舱室应考虑主机排放噪声的影响。     

基于混和法的齿轮箱基座动力学特性全频域计算

统计能量法(SEA)在航空航天和船舶领域进行动力学环境预报方面有着广泛应用,适用于大型、复杂结构与高频率激励环境.但该方法在计算中低频振动噪声时,由于众多子系统动力特性差异,动力响应计算将产生很大误差,出现SEA失效问题.近年来出现的FE-SEA混合模型方法可有效解决这一问题,并能实现大型复杂结构的全频域一体化建模,在统一平台上进行低频、中频和高频计算及结果输出,简化建模和不同软件下模型转换,是非常适用于工程的一种方法.本研究探索采用具有上述功能的VA One软件进行舰艇基座全频域混和法动力学预报,这是国内外的首次探索,具有重要学术与工程价值.     

水下双层圆柱壳全频段声振特性研究

为研究水下双层圆柱壳结构全频段声振特性,基于VA-ONE建立了FE-BEM混合法、FE-SEA混合法及SEA法3种不同的计算模型,进行了不同辐射介质中辐射声功率及外壳振速的计算,并进一步研究了内外壳及肋板厚度、约束条件、激励位置及层间流体对双层圆柱壳声辐射特性的影响;基于FE-BEM混合法研究了圆柱壳结构的声散射特性;研究了肋板在结构振动能量传递中的作用,提出了2种阻尼肋板的减振降噪方案并进行相关仿真分析.结果表明:重流体能够抑制结构的振动,但由于重流体声阻抗较大,结构的辐射声功率变大;结构声散射曲线在某些频率处出现峰值,且峰值频率与结构自身的固有特性有关;阻尼肋板能得到较好的减振降噪效果,工程上建议使用金属聚氨酯阻尼肋板.     

复合阻振技术在舰船支撑结构中的应用研究

基于质量阻振机理,分析了阻振质量偏置安装及空心阻振质量结构对阻振性能的影响,提出了综合质量阻振与阻尼减振的支撑结构复合阻振技术。采用FE-SEA法,建立了支撑结构至圆柱壳体的振动传递及声辐射特性分析模型。对比了支撑结构底部阻振、四周阻振和双层阻振的阻振性能,分析了在支撑结构表面粘贴阻尼材料的减振降噪性能。结果表明,双层阻振比单层阻振、约束阻尼比自由阻尼的减振降噪效果更加明显,复合阻振技术比单独减振设计的减振频率更宽,减振效果更好。复合阻振技术对支撑结构的减振设计具有工程应用价值。     

螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究

利用有限元法和边界元方法分析比较了螺旋桨激振力三个方向分力(轴向、横向、垂向)分别作用以及同时作用时引起的船体结构振动与水下辐射噪声。结果表明,船体结构在螺旋桨激振力作用下在轴频、叶频、一倍叶频、二倍叶频以及船体固有频率处振动响应出现线谱;横向螺旋桨激振力引起的船体水下辐射噪声最大,垂向力其次,最小是轴向力;三个方向激振力同时作用时船体最大辐射声功率出现在叶频处,主要由横向力引起,其次是轴频处,主要由轴向力引起。分析其原因主要是横向激振力在叶频时最大,而且与船体固有频率接近,产生共振,轴向力在轴频处次之。     

环肋圆锥壳基座振动传递的粘弹性阻尼控制技术研究

敷设粘弹性阻尼材料是船舶结构进行减振降噪的一种有效方式。该文利用有限元迭代法对具有频变特性的粘弹性材料的振动响应进行计算,并验证了计算方法的正确性。同时对粘弹性阻尼材料在带有环肋圆锥壳基座结构的敷设方法进行了研究。研究结果表明对基座的腹板敷设约束阻尼层结构可有效地降低整个结构的振动响应。     

水下船舶低频段典型单机工况下声辐射特性研究

该文旨在探讨潜艇各设备单机工作下引起的船舶结构水下声辐射特性。基于ABAQUS声固耦合算法模拟水下结构在无限流场中的声辐射问题,对潜艇结构进行各种单机工况低频段的频域内的计算和分析。首先找出各工况下流场中辐射声压随频率的变化规律及沿船长的分布规律,再比较出各个设备单机工作时对声辐射的贡献量大小,以便针对不同工作频率段的噪声主要振动源,采取浮筏等隔振措施。由此可见,开展各个设备单机激励作用下的潜艇水下辐射噪声特性分析,对于提高潜艇水下声隐身能力具有重要意义。     

船舶动力装置双层隔振系统的优化设计

中间筏体为弹性体的双层隔振技术（浮筏），已经大量地应用在船舶动力装置的减振降噪中。本文首先指出了振级级落差可以用频响函数来表达，从而进一步讨论了以振级差为目标的优化方法，该优化方法的核心是频响函数的灵敏度。给出的实例表明，该优化方法很有发展潜力。     

尾后轴承刚度对潜艇结构声辐射特性的影响

研究潜艇结构振动、声辐射特性随尾后轴承刚度改变的变化规律,对潜艇减振降噪具有十分重要的意义。从振源振动传递路径的声学设计的角度出发,以改变靠近螺旋桨的尾后轴承的刚度为具体措施,采用结构有限元法、结构有限元耦合流体边界元方法,以辐射声功率、湿表面均方法向速度作为衡量结构噪声辐射能力的主要衡量指标,系统地研究潜艇结构振动、辐射噪声谱峰频率和峰值的变化规律。从计算结果可以看出:在低频段,随着尾后轴承刚度的增大,谱峰频率明显向高频移动,第一峰值呈先减小后增大趋势,第二峰值呈明显增大趋势;尾后轴承刚度越小,除第一个谱峰频率附近的窄频带外,在整个计算频段范围内,振动和辐射噪声明显减小。因此,改变尾后轴承刚度,可以使谱峰频率向高频或低频移动,这样就能够使设备激振力的谱峰频率与结构振动及辐射噪声的谱峰频率错开,实现对辐射噪声的控制;降低尾后轴承刚度,在一定频段范围内,能够明显降低潜艇振动和辐射噪声。     

阻振质量对结构振动与声辐射的影响分析(英文)

Based on wave theory, blocking mass impeding propagation of flexural waves was analyzed with force excitation applied on a ship pedestal. The analysis model of a complex structure was developed by combining statistical energy analysis and the finite element method. Based on the hybrid FE-SEA method, the vibro-acoustic response of a complex structure was solved. Then, the sound radiation of a cylindrical shell model influenced by blocking mass was calculated in mid/high frequency. The result shows that blocking mass has an obvious effect on impeding propagation. The study provides a theoretical and experimental basis for application of the blocking mass to structure-borne sound propagation control.