基于TPA的船舶双层隔振系统计算模型与试验验证

针对船舶双层机械隔振系统结构复杂,遇到振动噪声异常问题时难以排查的情况,将传递路径分析方法(TPA)引入船舶建造的过程之中,在理论分析的基础上,建立了双层机械隔振系统的缩比模型,并进行了试验测试工作,得到了各路径到目标点处的结构振动合成值,且在200 Hz以下的低频段合成结果与实测结果高度吻合。此外,通过分析各路径贡献量的标量云图及典型频点处的路径贡献矢量图,从传递路径的能量分布出发,找出异常路径,并通过检查分析以明确异常的问题。结果表明:该方法可有效分段排查异常问题的成因,满足工程实际的需求。     

一种舰用管路振动传递控制的工程方法

对舰用管路振动传递的特点及原因进行了理论分析。针对舰艇管路的实际情况,提出并通过实验研究验证了合理选用支撑的刚性是控制舰用管路振动的一种有效方法,对工程实际应用具有一定的指导意义。     

水下加肋双层圆柱壳体的振—声传递路径分析

简要介绍了有限元声振耦合和结构振-声传递路径分析(TPA)的基本理论。基于CAE技术建立了TPA模型,通过ANSYS声振耦合的谐响应分析,获得水下双层圆柱壳体振动响应和声场中的声压响应,利用矩阵条件数曲线优选测点位置,并结合奇异值修正的方法改善频响函数矩阵病态问题,求得振源的耦合激励力和振—声频响函数。由自编TPA程序计算得到两个振源作用下目标点的合成噪声响应与ANSYS实际计算吻合很好。利用频谱贡献云图、矢量叠加图及数据对比的方式分析了传递路径对壳外目标点噪声的贡献,从传递路径的角度找出了对壳外噪声起主导作用的环节。可见,基于CAE方法的水下双层圆柱壳体结构振-声TPA方法具有精度高、易操作、成本低等优点,对潜艇的优化设计、运行管理、针对性的维修均具有十分重要的意义。     

船舶结构振动信号的空间样本扩容

针对实际船舶振动信号测试过程中存在的因结构复杂或者传感器数量不足等原因造成的小样本问题,提出结合传递率函数和有限元仿真的空间样本扩容方法,利用有限元软件对实际的结构进行仿真计算,得到仿真状态下相关测点的传递率函数;根据传递率函数的特点,利用已知测点信号计算得到实际情况下结构上未知测点的信息,以扩充在实际测量过程中无法得到的振动响应信号,实验证实该方法用于解决空间小样本问题可行。     

利用传递率矩阵进行船舶噪声源识别

研究船舶噪声源的识别。通过研究船舶噪声、参考信号的叠加形成船舶内响应信号,通过三者的关系建立传递率矩阵。船舶模型仿真实验来说明,以位移差为振源能有效的降低振源之间的耦合,减小了真实值和测量值之间的误差,有效证明了船舶噪声贡献传递率模型的正确性。     

结构振动响应优势模态选取方法研究

基于Abaqus/Standard有限元软件模态贡献量插件MCF,对结构振动响应优势模态的选取方法进行研究。首先,通过模态贡献量频域曲线图的特性分析,提出频域峰值法和全频段法2种优势模态选取方法;进而,通过对悬臂梁振动性能及模态贡献量进行分析,分别根据以上2种方法选取了优势模态,对优化优势模态阻尼比对结构振动抑制效果进行对比,发现优化由全频段法所得到的优势模态阻尼比对降低整体振动响应的效果更为明显。最后,讨论了模态位移等因素对模态贡献量的影响规律。     

工程船舶动力机械振动响应特性分析

为了更好地解决工程船动力机械振动产生原因,提升动力机械振动响应效果,提出工程船舶动力机械振动响应特性分析方法。根据动力系统的工作特性,建立动力机械工作状态进行发动机隔振模型;在构建模型的基础上,对动力系统转子振动特性进行分析计算。得到轴承转子的振动特性后,修正振动波动下转子齿轮咬合量,从而提高动力机械振动的响应效果。通过实验对提出方法进行响应效果的验证,证明提出方法具有改善动力机械振动响应的作用。     

某低速柴油机主轴承轴瓦安装挤压点分析

某新型低速船用柴油机在研发过程中,为了分析轴瓦安装挤压点值,进行了轴瓦安装实验,得到主轴承轴瓦在安装过程中的挤压点值,该值低于参考机型。通过采用有限元方法进行计算,仿真计算结果与实验结果相符,仿真方法对实验具有验证和补充作用。通过在仿真计算中改变轴瓦尺寸参数研究了影响轴瓦挤压点值的因素,得到轴瓦过盈量和轴瓦厚度对轴瓦安装挤压点值的影响规律。     

PID控制器在船用柴油机转速控制中的应用

传统的应用负荷前馈和遗传算法的柴油机转速控制方法对柴油机的动态响应性能影响较大,使转速不能及时恢复稳定,为此,提出PID控制器在柴油机转速控制中的应用。测量柴油机转速的实际输出值,结合给定的理论转速值,计算出控制偏差,将其作为PID控制器的输入,输出控制量,根据制定的控制规则,将控制量送入至调速器内,通过调速器实现柴油机的转速控制。实验结果表明:与传统的柴油机转速控制方法相比,应用PID控制器的柴油机转速控制方法对于负荷突变情况,恢复稳定时间较短,该方法适合应用在实际工程中。     

船用复合材料管路振动特性试验研究

为研究船舶中复合材料充液管路的减振特性,首先采用几何尺寸相同的复合材料直管和钢直管进行振动响应对比分析。通过直管的四端阻抗测试,获得2种材料直管的传递矩阵,对比分析复合材料管路与钢管的振动传递损失。然后对2种材料直管进行自由边界下的模态测试,获取管路的阻尼系数。试验结果表明:在满足输水性能和结构强度的前提下,复合材料管路只是同几何尺寸钢管质量的一半,复合材料管的固有模态频率要低于钢管,模态阻尼系数却远大于钢管。在2500 Hz内复合材料管的横向振动传递损失优于钢管;而轴向传递损失在低频段要劣于钢管,高频段又优于钢管。因此在减振性能上,复合材料管更利于振动能量在传播过程中的衰减。研究成果可为复合材料在船舶充液管路减振降噪中的应用提供参考。     

泥浆泵舱顶部甲板减振研究

以某平台泥浆泵舱顶部甲板为研究对象，利用数值计算和振动测试结合的方法对其减振方案进行研究。设置两种泥浆泵运行工况，利用振动分析仪测量甲板上表面8个高振动测点的振动速度。利用有限元方法建立顶部甲板模型，通过模态分析和谐响应分析得到顶部甲板的前五阶固有频率和各测点振动速度-转速曲线。振动响应数值计算结果和测试结果吻合，验证数值模型可靠性。分析发现顶部甲板固有频率远离激励频率，结构振动属于强迫振动，主要由泥浆泵输出管系的管托固定在刚度较弱的顶部甲板纵骨引起。甲板振动速度不符合规范要求，因此提出两种增加刚度的减振措施。通过谐响应分析重新计算测点的振动速度响应，结果满足规范要求。研究结果为船体局部结构设计和减振设计提供参考。     

基于四端参数法的管路支架隔振性能研究

管路支架是管道与船体之间振动能量交互传递的通道,从隔振的角度可以把它看成是一种特殊的隔振器。利用四端参数法建立管路支架隔振系统的振动传递力学模型,推导管路支架的力和位移的传递率。在此基础上,分析管路支架的刚度、阻尼、管道弹性以及基础弹性等因素对力传递率和位移传递率的影响,并通过仿真计算验证了理论求解的相关结论。分析结果表明,管路支架的刚度是影响其隔振性能的主要因素,同时管道和基础的弹性也会产生一定的影响。     

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。     

爆破振动对宋家湾隧道施工的影响

为评价在生产常规作业阶段爆破施工方式对隧道结构的影响,对宋家湾隧道爆破振动进行监测,以获取主振频率,最终以频率和振动速度2个指标评估隧道爆破作业振动效应。本次爆破的最大振动速度为3.1cm/s,主振频率范围为27.34～70.31Hz,最大振动速度远小于国家标准。可知对隧道支护结构影响有限频率范围为27.34～70.31Hz,远高于隧道的自振频率（一般在3～9Hz范围内）,不会出现共振放大现象。     

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。     

舰船舱室噪声综合预报及声学优化设计

应用统计能量分析方法分析某船典型舱段舱室噪声,从船舶舱室噪声的传递途径入手,找到船舶舱室噪声主导传递途径、主导分量,开展典型舱室噪声综合预报,探索船舶典型舱室振动噪声的优化设计方案,在此基础上,提出典型舱室噪声的减振降噪措施。     

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.     

船用滑油冷却器运行性能分析及流致振动研究

为研究船用滑油冷却器流致振动和微振磨损问题,清晰滑油冷却器易发生振动破损的薄弱部位。建立滑油冷却器壳侧及管侧的三维计算模型,采用流固耦合计算方法计算滑油冷却器壳侧滑油和管侧冷却水的耦合压力场、耦合流速场及耦合温度场,获得压力、流速、温度等关键运行参数的分布规律,基于管壳式换热器流致振动的诱发机理,揭示与流致振动密切相关的壳侧流体流动能量分布规律。由于滑油横向冲刷换热管束,促使壳侧流体掺混剧烈,导致壳侧流体压力场和速度场剧烈脉动,温度场不均匀分布,壳侧对流传热系数呈先降低再快速升高变化规律。根据滑油流动能量分布图谱,判定滑油冷却器进、出口区域的换热管束承受流致振动破损较为严重,其中进口区域换热管承受流致振动破损最严重。