船舶结构复合阻尼材料减振性能实验研究

研制了一种自粘性复合阻尼减振胶板,在-30~60℃宽温域内,材料的平均损耗因子达到0.35。采用单点激励振动模态实验方法,研究了复合阻尼材料对船舶模型振动模态阻尼比的影响。采用动力设备运行模拟激励实验,研究了复合阻尼材料对船舶模型结构的阻尼减振效果。结果表明,粘贴复合阻尼材料后,船舶模型在500Hz范围内的模态阻尼比增加了6倍,船舶底舱结构的平均减振效果达到5dB,船舶甲板结构的平均减振效果达到6~11dB。实验研究结果对于船舶薄壁结构的阻尼减振设计具有参考价值。     

国外舰船机电设备的减振降噪

振动和噪声是舰船一大公害。减振降噪的措施通常有两种:设法降低噪声源本身的发声和扰动强度,防止共振;限制振动和噪声在机械结构和空气中的传递途径,并在限制的过程中用适当的阻尼和吸收材料进行隔振,把振动和噪声能量耗散掉。本文不是从改进设备本身的技术性能上来降低结构噪声,而是对设备采取弹性支承措施,如安装减振、消声隔振器,使用挠性接管等措施来降低结构噪声。本文仅根据外刊报导,扼要地介绍目前国外在舰船上常用的减振降噪措施。     

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。     

粘弹性阻尼材料减振性能试验评估方法

为在船体结构声学设计阶段或阻尼材料研制阶段预先评估粘弹性阻尼材料的减振效果,基于锤击法,建立平板振动试验模型,引入频响函数幅值平均衰减量参数,对3型粘弹性阻尼材料复合试样分别在不同频段内的减振效果进行对比分析。结果表明：基于损耗因数和频响函数幅值平均衰减量的粘弹性阻尼材料减振效果试验评估方法能迅速在不同频段对阻尼材料的减振性能进行排序;利用频响函数幅值平均衰减量,可对耗能机理较为复杂的约束阻尼减振效果进行评估,为结构设计或研发阻尼材料提供依据。     

弹性层状纤维织物减振垫对振动传播的分析

本文研究了一种新型弹性层状纤维织物减振材料。这种材料的属性属于复合材料范畴,该材料由紧密编织的薄型帆布经层层紧压拧成,每层材料在注入弹性复合物和霉菌抑制剂后模具成型,这种材料的属性特别适用于减少冲击、振动产生的影响和结构噪声。目前减振材料在隔振领域的应用范围很广,包括汽车、船舶、铁桥、飞机、机械设备以及音响机器等,要求使用减振材料的领域越来越多。     

丁基橡胶阻尼材料对基座减振的实验研究

安装机械设备的基座结构是振动传递到船体结构的重要通道。介绍一种丁基橡胶阻尼材料,测试丁基橡胶的材料损耗因子等动态性能,开展丁基橡胶阻尼材料对基座减振的实验研究。采用振动激励实验方案,对基座结构进行自由阻尼和约束阻尼处理后的振动传递特性实验,分析基座结构的阻尼处理方式和处理部位对振动插入损失的影响,实验结果对基座结构的阻尼减振设计和丁基橡胶阻尼材料的工程应用具有参考价值。     

海洋平台机座阻尼结合阻振质量减振分析

应用波分析法研究结构声在机座板结构中的传导特性,并对比分析层合阻尼结构的解析解和数值解,验证阻尼建模方法的正确性.依据阻尼材料的工程选用原则对阻尼材料进行选型,并基于有限元法研究阻尼粘贴方式对机座结构的动力学特性影响规律,分析表明多层复合阻尼材料相比于普通阻尼材料具有更好的减振效果.在此基础上研究某平台发电机组机座敷设多层复合阻尼结构对平台舱室振动特性的影响,并分析阻尼层厚度对平台振动特性的影响.研究阻振质量对贴敷多层复合阻尼减振特性的影响,研究表明阻振质量结合阻尼减振可使减振效果相比单独应用阻尼有较大程度提高.     

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。     

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。     

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2 500 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。     

舰船结构防断选材可靠性分析方法的探讨

本文以船舶结构主承载件材料韧性要求作为断裂控制准则，将材料韧性要求纳入结构防断体系，采用转变温度、断裂力学方法建立断裂失效极限状态方程，以一阶二次矩方法对舰船结构防断选材的可靠度进行分析计算。     

船舶基座中复合减振结构应用实验研究

在船舶基座结构中设计了粘贴粘弹性阻尼层、插入空心阻振结构和填充颗粒等单一减振结构及多种复合减振结构基座结构振动加速度导纳为评价指标,采用振动传递实验对比研究了各种减振方式的减振效果。实验结果表明,粘贴阻尼层在分析频率内减振效果明显,最大减振效果达到了10 d B;在基座结构中简单地插入阻振结构,不仅没有阻振效果,反而使得振动增强;复合减振结构的减振效果优于单一减振结构,所设计的复合减振方案的减振效果达到14.05 d B。研究成果对船舶基座结构声学设计具有参考价值。     

粒状材料在结构减振中的应用研究

本文介绍一种先进的减振降噪技术－高硅火山岩玻璃状材料阻尼。高硅火山岩玻璃状材料用于减振降噪阻尼是利用它们的低体声速，同时不增加结构的重量，本文讨论了高硅火山岩玻璃状填充材料阻尼作用的基本物理原理和材料特性，这种技术的应用结果表明，低声速粒状材料对力的传递幅值减少大于11dB,500Hz以上减少超过21dB.     

薄板减振降噪的拓扑优化设计方法

本文采用结构拓扑优化均匀化法，研究了一对短边固支薄板减振降噪问题。通过对比加肋、粘敷阻尼和改变拓扑等条件下结构固有频率和声辐射特性的变化，指出采用结构拓扑优化方法对解谐和减振降噪阻尼材料配置的高效性。对船舶声学隐身设计具有指导意义。     

船用高速大功率柴油发电机组减振降噪设计与试验

通过理论计算并结合试验验证,对某型船用柴油发电机组进行减振降噪设计.优选阻尼材料,设计不同的隔声罩结构,通过试验对比分析得到最优结构,对公共底座结构进行优化设计.通过对公共底座进行改进设计,用吸声材料对底座的空腔进行填充,在传递途径上对噪声进行抑制.试验结果显示,采用该减振降噪设计取得了 6.5 dB的降噪效果,柴油发电机组整体减振降噪指标得到了明显提升.     

船舶基座阻尼材料敷设优化及实验研究

[目的]船舶基座结构是船舶减振的重要设备,为提高基座结构的减振效果,在结构表面敷设阻尼材料是常用手段。[方法]以基座结构的加速度振级落差为评价指标,应用各向正交惩罚材料密度法(SIMP),建立自由阻尼材料的拓扑优化数学模型。在优化模型中,其约束条件是确保在阻尼材料总使用量一定的情况下实现阻尼材料在基座结构表面的最优分布。最后,以某型船的主机基座为例,在建立的有限元模型的基础上,开展基座结构阻尼材料拓扑优化的数值计算,并利用基座模型实验的方法对拓扑优化数值计算结果进行实验验证。[结果]经验证,获得了阻尼材料的最优敷设方案。[结论]所得成果对船舶基座结构设计和复合材料的应用具有一定的参考价值。     

鱼雷自导新型基阵支撑结构减振设计及性能研究

为了减少传递到鱼雷自导基阵的振动能量,采用声学黑洞原理设计了一种多边形减振环结构。采用加速度振级落差表征其减振性能,开展激振器激励下的多边形结构减振性能试验研究。结果表明,多边形减振结构在50～10 kHz的频率范围内具有良好的减振效果。试验结果充分说明了本文设计的多边形减振结构具有轻质、高效、宽频的减振特点,具有广泛的潜在应用价值。     

提高船用阻尼材料应用效果的优化设计方法

基于模态应变能法及结构动力学优化理论,研究提高船用阻尼材料应用效果的多种方法。方法1是在满足所使用阻尼材料重量相同的条件下,首先对阻尼材料进行一定百分比的开孔,与同等重量的实心阻尼材料结构相比,贴敷开孔阻尼材料的结构损耗因子得到了提高;其次,以所用阻尼材料重量为优化目标函数,在满足给定的整体结构损耗因子约束条件下,建立贴敷阻尼材料复合悬臂板优化模型。方法2主要优化设计复合板不同区域阻尼材料的厚度值。方法3则主要针对复合板不同区域阻尼材料的分布进行拓扑优化设计,得出在给定复合板前3阶模态损耗因子约束条件下阻尼材料的最佳厚度值和拓扑分布。研究结果表明:阻尼材料上一定百分比的开孔可有效提高结构减振效果;通过重量目标函数及考虑损耗因子约束的阻尼材料结构厚度优化和拓扑分布优化,可以找到满足指定减振要求下阻尼材料用量最小的结构,且拓扑分布优化效果更好。     

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。     

高强钢的超低碳微合金化

冶金技术的进步和轧制工艺的变革，使得钢铁材料在提高材料强度的同时材料的韧性也得到提高。本文主要介绍了超低碳贝氏体钢产生的背景、强韧化机制以及冶金理论和加工工艺变革在该领域的应用和取得的一些研究进展。