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。     

三维数字化鱼雷结构的自动布局设计

对鱼雷典型布局方案、布局对象、布局约束、布局知识及布局行为和过程展开了深入的分析研究,在基于产品设计复用原则的前提下,对各类鱼雷的装配方案进行分析总结,形成该类产品的装配设计模板,作为智能布局的经验依据,并在此基础上建立了三维数字化鱼雷结构的自动布局设计算法、段间装配特征识别与匹配算法等.在UG环境中,应用此方法开发和实现了基于全雷详细布局经验知识库的智能化总体布局,为进一步研究鱼雷的智能化综合设计奠定了基础.     

双速制声自导鱼雷射击提前角及主动声自导开机时机研究

双速制鱼雷发射提前角和声自导装置的开机时机是鱼雷发射重要参数,通过对双速制鱼雷直航搜索阶段速度配置策略的分析,提出特定战位条件下双速制鱼雷射击有利提前角范围的概念,建立在选定射击提前角的前提下鱼雷变速时机和声自导装置开机时机的计算模型。仿真结果表明,此方法思路清晰、步骤简单,结论合理,为双速制声自导鱼雷有利提前角和声自导装置开机时机计算作了理论探讨,具有一定的实用价值。     

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.     

某新型鱼雷凸轮发动机的性能仿真研究

为满足现代海战的高速反潜需求,从改进发动机结构形式的角度出发,提出三峰三谷形式的新型鱼雷凸轮发动机方案。通过对新型鱼雷发动机的力学分析、仿真计算和可行性分析表明,该型发动机的功率在理论上可以提高到114.9 kW,该方案在技术实现上也可行。本研究为深入进行发动机样机设计提供了必要的理论基础。     

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。     

高弹性联轴器结构振动传递特性试验研究

为减少舰船动力装置中的振动传递,设计了高弹性联轴器样机及振动传递特性试验系统.以振级落差为评价指标,研究了弹性橡胶件及弹性膜片对联轴器轴向、径向以及扭转方向的固有频率与振级落差的影响.试验结果显示,膜片数量的变化对高弹性联轴器的振动隔离效果影响较小,而橡胶件对振动传递特性影响较大,能显著提高在50 Hz以上频率时的振动隔离效果,在400 Hz以上频率时的隔振效果可达到50 d B.试验系统可为高弹性联轴器的振动传递特性测试及其结构设计提供一定的参考.     

内嵌环肋结构声学黑洞消音器设计及优化

本文基于声学黑洞效应设计了一种内嵌环肋结构声学黑洞消音器,其中内嵌环肋结构尺寸以幂指函数分布。通过在COMSOL中建立该装置的有限元模型,采用控制变量法,探讨了消音器模型的内嵌环肋结构高度分布的幂律指数、消音器截断面厚度、内嵌环肋间距,以及内嵌消音器环形支撑板上穿孔数量和穿孔孔径大小等因素对消声效果的影响,最终提出一种结构优化后的内嵌环肋结构声学黑洞消音器,并对其进行仿真分析。结果表明,消音器工作在低频段（0～400 Hz）,环形支撑板上穿孔数量及小孔径对其消声效果较好;在中频段（400～1 000 Hz）,幂函数指数和截断厚度接近0对其消声效果影响较好;在高频段（1 000～1 200 Hz）,中等肋片间距对其消声效果影响较为显著,且经优化后的消声器模型消声效果明显提升。本文研究成果可对机械设备噪声控制以及新型消音器的设计提供一定的参考。     

复合材料箱型基座结构静动态特性试验研究

以原钢质基座为对象,提出了一种箱型复合材料基座模型,根据该基座的承载应用要求,设计了适用14.7t大载荷加载的基座静/动态特性试验测试方案,针对复合材料基座和原钢质基座开展静刚度试验、空载振级落差试验、加载条件下的频响试验,对比分析了两种基座的静/动态性能。试验结果表明:所设计的复合材料基座的静刚度与原钢质基座相近,在0~1000Hz范围内,横向振级落差提高4.2dB;垂向振级落差提高2.3dB,且复合材料基座具备优异的高频损耗特性。     

弹性复合阻振接头在邮轮通风管道中的减振性能研究

为探究弹性复合阻振接头在邮轮通风管道中的减振性能,利用弹性橡胶与质量阻振相结合的质量—阻尼复合阻振技术,设计开发了应用于通风管道中的弹性复合阻振接头,通过风机激励试验研究其在通风管道中的减振性能,得到弹性复合阻振接头在通风管道中的减振效果。试验结果表明：6款弹性复合阻振接头均能有效提高管道结构振动的阻振效果并拓宽阻振频率范围,并且能够降低激励源与管路系统之间的振动传递;在100-5000Hz频率范围内,弹性复合阻振接头的振动传递损失基本在10dB以上,在某些频段下能达到30dB以上,其中双橡胶复合阻振接头在低频中的减振效果最好。试验研究结果对于船舶通风管道的减振设计具有参考价值。     

双层圆柱壳结构减振设计及模型试验研究

为降低双层圆柱壳动力舱结构振动辐射噪声,对双层圆柱壳进行了减振设计和模型试验研究.基于环肋结构增抗原理和模态振动控制理论,提出了非均匀阻抗增强环肋结构形式;为减小双层壳间振动波的传递,将阻振质量和粘弹性夹层引入到实肋板结构设计中,采用波动理论分析了复合阻波特性.联合应用非均匀阻抗增强环肋和复合阻波肋板设计了一种双层壳模型,并开展了空气中两端简支和水下悬浮激振试验;将设计模型测试结果和数值仿真计算结果与基准模型进行了分析比较.结果表明:设计模型较原结构振动明显减弱,具有较好的减振效果,验证了双层壳结构减振设计的有效性.     

船舶机舱支撑结构应力分析及改进设计

为提高船舶航行动力效率,本文以某船舶支撑钢结构为研究对象,建立其有限元模型,获得了支撑钢结构应力分布。随后采用最优化理论,以结构柔度为目标函数,以结构体积为约束函数,对支撑钢结构材料分布进行迭代优化设计。计算结果表明:在支撑结构中间部位应力较小,将其移除不会对结构刚度产生较大的影响,但却能显著减小结构质量。     

船用双层壳体齿轮箱柔性动力学建模及隔振性能分析研究

双层壳体齿轮箱不仅为齿轮传动系统提供弹性支撑,而且具有减振降噪作用。为了能够高效、高精度地预测双层壳体齿轮箱的减振降噪效果,本文基于模态综合法建立含有隔振器的某船用双层壳体齿轮箱柔性动力学缩聚模型,对比分析齿轮箱的缩聚模型与完全有限元模型的固有特性的差异性,并验证其缩聚模型的有效性。通过双层壳体齿轮箱缩聚模型的模态解耦率、模态贡献度、振级落差和内壳体倾斜度的分析,评估齿轮箱的隔振性能。结果表明：某船用双层壳体齿轮箱在平移方向上模态解耦率均在94.9%以上,模态贡献主要以第二至第六阶振型为主导;在激励频率1～6000 Hz范围内,双层壳体齿轮箱的振级落差可达到34.2 dB;当激励频率小于2000 Hz时,激励频率对振级落差和倾斜度的变化有着显著的影响。     

长江电力推进游轮减振设计研究

针对长江首艘电力推进船舶船型、总体布局及舵桨装置等相对常规船型的巨大变化,有必要在本艘游轮设计研发时,结合电推船舶的特点,对船舶进行减振降噪的分析,包括全船模态分析、动力设备的振动隔离方案以及局部结构的振动计算,以期最大限度的降低船舶噪声和振动,提高旅客和船员舒适程度。     

船舶推力轴承弹性支承的轴系纵振减振性能研究

运用结构弹性波理论,以推力轴承及其弹性支承系统作为一端边界条件,建立推进轴系纵向振动理论模型,详细推导轴系纵向振动特征频率方程,基于泰勒级数展开得到轴系纵振一阶固有频率估算解析式;结合某型船舶参数,重点对比研究集成隔振系统与RC支承子系统对轴系纵振衰减效果,分析结果表明:集成隔振系统能够在较大频段内有效衰减轴系纵向振动,而RC支承子系统表现动力吸振特性;在保证轴系运行安全性的基础上,增大集成隔振系统质量或减小RC支承子系统质量有助于扩大减振频段。     

拖曳线列阵隔振模块结构的建模及计算分析

隔振模块是拖曳线列阵的重要组成部分,本文采用ANSYS有限元软件,建立了考虑护套内硅油和护套外水这两种流体的两层流固耦合模型,计算分析了隔振模块在水下的隔振性能,得到了一些重要的分析结果.这些计算数据和分析结果,为线列声纳阵水下拖缆隔振段的设计提供了技术依据.     

物流业务过程可视化三角支撑结构研究

分析了物流业务过程可视化所需要的条件,提出了物流业务过程可视化TPC三角支撑结构,分析了三种指标对于物流业务过程可视化的支持作用及其相互间的关系,并在此基础上分析了如何提升这三项指标,以进一步创造适合进行可视化改造的物流系统的方法。     

游艇锚机支撑结构强度分析及结构改进

为提高锚泊作业的安全可靠性和营运安全性,基于某48m游艇锚机支撑结构,建立有限元模型,根据相关规范对4种作业工况下支撑结构的强度进行校核。结果表明：4种作业工况下结构的强度均满足规范要求,但个别工况出现应力集中现象。分析应力集中现象的原因,并提出2种改进方案,改进方案可有效缓解应力集中现象。研究成果可为类似结构的设计提供一定参考。