设备安装对基座导纳测量的影响研究

裸基座导纳是隔振设计的重要参数.工程中常需要在设备安装状态下测量基座的导纳,这会给基座导纳测量带来误差.本文针对单个安装点的情况(低频时成立)从理论上证明了这种误差在某些条件下是可以忽略的,即设备刚性安装时基座阻抗应远大于设备机脚阻抗;弹性安装时若基座阻抗远大于隔振器阻抗,则在远大于设备安装频率的频段可忽略这种误差;若基座阻抗远大于机脚阻抗,则在设备无共振的频段亦可忽略这种误差.这些条件在工程中比较容易得到满足,因此本文结论对工程中导纳的测量具有实际指导意义.     

机械设备隔振系统的子结构建模方法研究

基于频响函数(FRF)的子结构方法是分析复杂组合结构的有效方法之一,其基本原理是使用单个非耦合的分量FRF通过阻抗或导纳方程构成总的系统响应。通过采用自由速度描述机械设备的激励特性,采用四端参数描述隔振器的阻抗特性,建立了机械设备隔振系统完整的子结构模型。经实测,获得了设备机脚的自由速度以及基座等结构的导纳矩阵,计算获得设备弹性安装后机脚和基座安装点的响应,并与测试结果进行了比较。分析表明,结果吻合较好,计算值与测试值的偏差基本在3 dB以内,能够满足工程要求。     

弹性安装设备等效总激励力的计算方法研究

针对弹性安装条件下多机脚设备总激励力估算繁琐的问题,提出一种设备等效激励力的计算方法。该方法将弹性安装的多机脚设备等效为只有一个机脚支撑的设备,将原有的多个隔振器简化为一个具有有效总阻抗的隔振器,利用原机脚隔振器上下端的响应与隔振器的有效总阻抗估算出的激励力,即可等效为该设备的总激励力。为验证该方法的准确性,利用该方法对某船用设备振动激励力进行估算。实验数据分析表明,在临界频率以内,可以忽略隔振器之间的耦合,估算值与实际测量值之间的误差小于5 dB,满足工程要求。     

基于有效点导纳的机械设备激励特性的转换关系研究

针对机械设备安装到位后的振动预估问题,提出了一种基于有效点导纳的机械设备激励特性的转换方法。首先通过有效点导纳法将多点安装设备简化为多个单点安装设备,简化各个机脚之间的耦合作用;然后用自由速度作为设备的激励特性参数,建立不同安装基座的机械设备激励特性的转换关系;最后用弹性安装的电机进行了实验验证,将转换后基座振速的估算值与测量值进行对比分析。结果显示频率在20~1 000 Hz之间时,估算值总级的误差小于3 dB,表明该转换关系能够有效预估机械设备安装到位后的振动。     

机械设备对基座激励力估算方法研究

目前工程问题中，各种机械设备繁多，通过实测途径直接获得机械设备对基座的输出激励力有较大的工程难度，因此工程中往往采用间接估算方法。基于有限元法和导纳法的基本原理，在空气中壳体结构有限元数值计算模型上加载单位力进行分析计算，得到壳体结构内部机械设备各机脚之间的加速度导纳复矩阵，利用机械设备的实测机脚加速度数据，由导纳法的基本原理，间接估算出机械设备对基座的输出激励力；并将估算得到的激励力加载在原有限元模型中设备对基座的激励点处，计算得到壳体表面的响应数据，并与壳体表面的实测响应数据进行对比分析，结果表明该间接估算方法可行，具有一定的工程应用价值。     

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。     

机械设备振源三向激励力测试方法

机械设备传递到船体上的激励力对船舶结构振动噪声预报有着重要意义。对于弹性安装的设备,提出采用基于隔振器阻抗特性的激励力间接测试方法和基于三向力传感器的直接测试方法。以小型柴油机为实验对象,用PCB三向力传感器直接测量柴油机机脚通过隔振器传递到基座的激励力,提出力传感器噪声干扰的抑制措施。实验结果表明,三向激励力间接测试值的误差小于3 dB,保证了测试精度,可作为准确值验证间接测试方法,在工程中采用间接测试方法完全可以代替直接测试方法。     

机械设备对基座激励力估算方法研究

目前工程问题中,各种机械设备繁多,通过实测途径直接获得机械设备对基座的输出激励力有较大的工程难度,因此工程中往往采用间接估算方法.基于有限元法和导纳法的基本原理,在空气中壳体结构有限元数值计算模型上加载单位力进行分析计算,得到壳体结构内部机械设备各机脚之间的加速度导纳复矩阵,利用机械设备的实测机脚加速度数据,由导纳法的基本原理,间接估算出机械设备对基座的输出激励力;并将估算得到的激励力加载在原有限元模型中设备对基座的激励点处,计算得到壳体表面的响应数据,并与壳体表面的实测响应数据进行对比分析,结果表明该间接估算方法可行,具有一定的工程应用价值.     

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。     

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。     

某柴油机基座结构抗冲击计算

利用ANSYS软件建立了某舰船柴油机基座的有限元模型，参照德国军标BV043／85及其他文献所提供的设备冲击谱公式，计算该柴油机基座应承受的垂向冲击载荷，用时间历程法对该柴油机基座进行了抗冲击计算。讨论设备刚性安装和设备弹性安装对基座抗冲击性能，在设备刚性安装的条件下，讨论了基座面板及纵向腹板厚度对基座抗冲击能力的影响。在设备带隔振器安装的情况下，研究隔振器刚度对基座抗冲击应力的变化情况。结果表明，在设备刚性安装的条件下，基座面板厚度对基座整体的抗冲击强度有重要的影响，而设备带隔振器安装显著降低基座在冲击状态下的应力。计算结果为舰船设备基座抗冲击设计打下了基础。     

奇异值分解在设备振动激励力估算中的应用

设备对船体基座的振动激励力是舰船结构振动、自噪声和辐射噪声的主要来源，而激励力间接估算时常会碰到病态问题，导致病态误差。讨论导纳矩阵求逆时病态问题的易发频率、奇异值分解方法、奇异阈值选取等，并讨论奇异值分解技术降低病态误差的实际算例。实验证明奇异值分解技术解决激励力间接估算时的病态问题有效率达到82％，可以满足工程应用需求。奇异阈值的选取技术还不够完善，在某些频率处取值过小而导致病态误差未能受到控制。从理论、实验两方面证实了应用间接方法估算设备对基座的激励力时，病态问题在基座模态频率处显然比其它频率严重。结论对激励力间接算法工程应用有明确的指导意义。     

基座垫片安装工艺参数对柴油机振动传递特性的影响

研究垫片安装工艺参数(垫片厚度和接触面积)对柴油机振动传递特性的影响。建立基座垫片安装的有限元模型,利用ABAQUS软件对不同垫片厚度和不同垫片接触面积条件下振动特性进行仿真计算。通过试验对仿真结果进行验证,试验得到机脚处的加速度响应值与仿真结果基本一致,能有效地为设备减振安装提供参考意见。     

提高舰艇作虞系统水平对准精度的方法研究

舰艇作战水平对准是指电子、武器系统的各设备及其基认在舰艇的反坐标系中与在准平面取齐的过程，而基准平面相对大地水平面的水平误差与主基准平台的平面度误差是影响水平对产的原理性误差。舰艇状态引起的变形及设备和基座加工，安装所引起的水平是误差控制的重要课题。笔者借助试验数据对减少这些误差，提高水平对准精度，从而提高作战系统命中概率的方法进行了分析。其中所推导的公式可用于作战系统标校对时测量方向随机时推行     

船舶机械振动源激励力的间接估算工程方法

讨论了两种间接估算激励力的方法，目的是希望在工程现场应用这些工程方法取代激励力的直接测量。对刚性安装的机器推荐采用最小二乘法，该方法是基于支撑结构的加速度导纳特性进行估算的。对弹性安装的机器，推荐采用基于隔振器阻抗特性的激励力间接估算方法。力的估算是逆问题，文中采用奇异值分解技术来处理会遇到的病态问题，从而尽量降低估算误差。对估算的准确度、估算质量评价等进行了讨论。条件数的倒数在最小二乘法响应点的选取时可作为优选的先验判据，归一化残差可作为估算质量的后验判据。实验证明了间接估算方法是确定船舶机械激励力的恰当选择，实验结果的最小二乘法相对误差为3dB。测试中的信噪比被认为在力估算过程中有重要影响，低信噪比很可能是实际测试时的首要误差来源。也可用于指导船舶振动源特性描述的研究。     

利用频率响应函数求设备对基座的激励

提出并用模拟实验验证通过测量基座的响应和系统的传递函数矩阵来确定设备对基座的激励的方法，实验结果表明，该方法操作简单，具有一定的准确性；分析了对误差影响较大的因素。     

隔振器机械阻抗测量方法

在"十五"预研项目的基础上,提出了隔振器机械阻抗测量的一般方法,包括隔振器空载和加载2种情况,对测量的安装基座、测试系统、激励系统、加载系统等提出了具体的要求,同时给出了数据处理方法、误差分析和不确定度分析,是隔振器机械阻抗测量方法的一般指南.     

浮筏隔振系统有限元模型中基座的等效方法

在浮筏隔振系统中,由于实际基座模型和边界条件比较复杂,其有限元模型通常难以建立。提出基座的等效方法,首先测试基座安装点的原点导纳和传递导纳,然后根据有效点导纳的方法,将各安装点之间的耦合进行简化,将基座等效为多个独立的支撑单元,构成浮筏隔振系统完整的有限元模型。建立等效的浮筏隔振系统有限元模型,估算等效前后两种浮筏隔振系统有限元模型的隔振效果,等效模型的计算结果与参考模型较一致,不论是振级落差的总体趋势还是峰值点,都比较吻合,计算出的振级落差总级相差1.5 dB左右,可以满足工程实际要求。     

多源激励下浮筏功率流特性的有限元分析

以船用浮筏为研究对象,在有限元方法的基础上,提出了利用四端参数法计算输入上层隔振器功率流、利用导纳法计算输入基座功率流的研究方法,并结合单自由度隔振系统验证了方法的准确性。利用该方法计算分析了扰动特性相同以及扰动特性不同的两设备激励力间的相位关系对输入基座功率流的影响。计算结果表明当设备的扰动特性相同时,相位关系对功率流的影响较为复杂,且影响不容忽视;当相位差为π时对应的低频段功率流最小。当两设备的扰动特性不同时,相位关系对输入基座功率流的影响取决于每台设备的激励谱与该台设备单独工作时隔振效果的综合。     

基于有限元动力计算的基座隔振性能研究

为了进一步分析基座在船舶减振降噪中的作用,根据阻抗失配原理设计建立4种基座模型,并用数值方法对其隔振效果进行研究。隔振效果用外板均方速度级、加速度振级落差和传递率表示,结果表明桁架式基座在低频段具有较好的隔振效果,槽钢减弱了基座在中频段的隔振效果。