浮筏系统隔振优化设计

文中基于Abaqus瞬时模态动态分析获得浮筏系统动力响应,对多激励源浮筏建立了隔振性能优化设计数学模型。选取筏架板厚、隔振器刚度、设备布局坐标作为设计变量,考虑设备布局、筏架应力、质量以及工艺性要求等约束,以浮筏基座处的力振级落差为目标函数,采用Python建立浮筏有限元分析参数化模型,通过Isight平台集成Abaqus,运用遗传算法,给出了浮筏设备隔振性能优化设计最优解。     

筏架几何参数对隔振系统性能的影响分析

[目的]为了研究几何参数对浮筏隔振系统性能的影响,[方法]运用参数化建模技术建立筏架的参数化有限元模型,以振级落差作为隔振效果的评价参数。在弹性筏架总质量不变的前提下,分析筏架几何参数对系统隔振性能和筏架固有频率分布的影响。[结果]结果表明:筏架的几何参数对浮筏隔振系统隔振效果的影响主要体现在中、高频段;筏架高度、长宽比、肋板数目是影响浮筏隔振系统隔振性能和筏架固有频率分布最重要的几何参数;调整筏架几何参数是避开机械设备激振频率的有效途径之一。[结论]所得结论对浮筏隔振系统设计具有一定的工程实用价值。     

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。     

柔性浮筏隔振系统的理论建模与仿真研究

舰船浮筏隔振系统是舰艇、潜艇提高声隐身性能的重要技术途径之一,而功率流是评价隔振系统性能的有效实用方法,文章利用功率流作为浮筏隔振系统的性能评估方法,就筏架和基础结构的柔性变形对隔振效果的影响进行了理论与数值分析,发现在低频段刚性和柔性筏架的数值结果基本一致。还研究了负载质量、隔振器刚度和阻尼以及筏架和基础的结构损耗因子对隔振系统性能的影响。在文中的仿真研究中使用了Adams多体刚柔耦合建模仿真方法分析了浮筏的动力学特性,结果与理论解较为一致。     

电站浮筏隔振性能研究

浮筏是一种隔振装置，而影响隔振效果的因素有很多。通过运用MSC/PATRAN，建立了船用电站浮筏的有限元模型，设置了影响浮筏隔振性能的各种不同参数，包括筏架的质量、刚度、结构阻尼、隔振器的刚度等，并利用MSC/NASTRAN计算出了不同参数状态下的振动加速度，通过对计算所得的隔振传递率进行比较分析，找出了最优隔振性能参数，得出了一些有益的结论。     

筏架和基座特性对浮筏隔振效果的影响

从浮筏隔振系统中各子系统的广义四端参数矩阵入手,推导振级落差的计算方法。在此基础上,以某型发电机组浮筏隔振装置及其船体基座为研究对象,进行数值仿真,探讨筏架与基座对隔振效果的影响。结果表明,基座结构会对隔振效果产生较大的影响,而筏架结构对隔振效果的影响较小。     

基于改进FBS理论的浮筏隔振系统计算方法

  目的  为了研究几何参数对浮筏隔振系统性能的影响,  方法  运用参数化建模技术建立筏架的参数化有限元模型,以振级落差作为隔振效果的评价参数。在弹性筏架总质量不变的前提下,分析筏架几何参数对系统隔振性能和筏架固有频率分布的影响。  结果  结果表明：筏架的几何参数对浮筏隔振系统隔振效果的影响主要体现在中、高频段;筏架高度、长宽比、肋板数目是影响浮筏隔振系统隔振性能和筏架固有频率分布最重要的几何参数;调整筏架几何参数是避开机械设备激振频率的有效途径之一。  结论  所得结论对浮筏隔振系统设计具有一定的工程实用价值。     

基于ANSYS的舰艇浮筏隔振系统特性

为提高舰艇浮筏隔振系统隔振性能,对浮筏隔振装置进行了仿真设计。在现有浮筏隔振系统研究成果的基础上,采用有限元方法对计算结果进行进一步研究。利用SOLIDWORKS建立三维实体模型,运用ANSYS软件进行浮筏装置的静力和模态仿真分析。结果表明:在一定范围内,越小的上层隔振器刚度和越大的中间筏体质量,得到的隔振效果越好。     

隔振器参数及高频驻波效应对浮筏隔振性能的影响

建立了船用浮筏的有限元模型,计算分析了隔振器刚度、阻尼对浮筏隔振性能的影响,定性分析了驻波效应对隔振效果的影响。结果表明:隔振器刚度的变化主要影响系统低频部分的隔振性能,对高频部分影响不大,增加隔振器刚度会降低浮筏的隔振性能;隔振器阻尼的增加不利于浮筏减振降噪,尤其在高频段;隔振器的高频驻波效应对浮筏的隔着效果造成严重影响,且频率越高影响越大。     

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。     

浮筏隔振系统隔振性能优化设计研究

建立了板式浮筏隔振系统有限元模型,用有限元直接法计算了隔振系统对动力学激励的加速度响应,以中间筏架各局部厚度为设计变量,以中间筏架重量为约束,以减小弹性基础振动、增加振动隔离为目标建立了优化数学模型,用可行方向法实现了隔振系统的优化设计。实例结果表明,隔振系统的优化设计可在筏架重量不增加、通过重新分布筏架的重量就可以减小基础的振动,增加浮筏系统的隔振性能;优化后基础的振动显著降低,极大地提高了隔振系统的隔振性能。     

小质量比圆柱形浮筏隔振系统结构参数研究

基于多层隔振和浮筏技术的理论模型, 分析了当隔振系统的相关结构参数(如: 质量比、筏体及支承的阻尼、弹性支承元件及筏体的刚度等)的变化对具有小质量比的双层隔振系统固有动态特性和隔振效果的影响规律,并计算了一个摆盘式热力发动机圆柱形浮筏隔振系统模型.为该特种动力装置浮筏隔振设计提供了技术基础.     

减小筏架变形的浮筏气囊系统设计

大型船用浮筏气囊隔振系统容易产生弹性变形,不仅会导致筏上设备产生相对位移,危及设备运行安全,还会造成气囊载荷分布不均,降低控制系统对复杂工况的适应性。本文建立某船舶浮筏隔振装置模型,提出一种基于位移参数识别的筏架弹性变形判别方法,并根据此方法分析设备分布和气囊支撑方式对筏架弹性变形和控制系统的影响,最后在试验平台上进行验证。研究成果可为浮筏气囊系统设备分布和气囊布置方案设计提供新的思路。     

大型浮筏隔振系统刚体运动模型研究

采用大型浮筏隔振系统对船舶设备进行集中隔振是目前技术发展的趋势,这种系统隔振器数量多且结构复杂,采用有限元模型进行计算效率较低.针对大型浮筏隔振系统的设计需求,建立了系统的六自由度刚体运动模型,适用于计算任意形式隔振系统的各种静态、准静态、刚体模态和冲击响应特性计算,特别适用于大型浮筏隔振系统的方案设计,可大幅提高计算效率.     

减小筏架变形的浮筏气囊系统设计

大型船用浮筏气囊隔振系统容易产生弹性变形,不仅会导致筏上设备产生相对位移,危及设备运行安全,还会造成气囊载荷分布不均,降低控制系统对复杂工况的适应性。本文建立某船舶浮筏隔振装置模型,提出一种基于位移参数识别的筏架弹性变形判别方法,并根据此方法分析设备分布和气囊支撑方式对筏架弹性变形和控制系统的影响,最后在试验平台上进行验证。研究成果可为浮筏气囊系统设备分布和气囊布置方案设计提供新的思路。     

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。     

基于ADAMS刚柔耦合浮筏隔振系统建模及隔振性能分析

为了分析浮筏隔振系统中的柔性因素对隔振性能的影响,将ADAMS软件与有限元软件结合,建立刚柔耦合浮筏隔振系统模型。分析该模型的频域特性,计算不同参数条件下的加速度振级落差,得到该模型隔振性能随基础柔性、筏架阻尼等变化的关系。     

考虑基础柔性的隔振系统功率流特性分析

根据舰船机械设备安装特性及隔振要求,建立包含机械设备、隔振器和柔性基础的数学模型并对其求解,得到隔振系统在简谐激励下的响应及传递功率流计算公式,讨论了隔振系统中设备质量、隔振器刚度和阻尼、柔性基础刚度和阻尼等参数对隔振能力的影响。理论表明,适当增大机械设备质量、隔振器阻尼及柔性基础阻尼能提高系统隔振能力,较大的隔振器刚度不利于隔振,而基础板柔性对隔振系统的影响与激励频率有关,并给出了柔性基础隔振设计中参数选取的一般规律。     

考虑基础柔性的隔振系统功率流特性分析

根据舰船机械设备安装特性及隔振要求,建立包含机械设备、隔振器和柔性基础的数学模型并对其求解,得到隔振系统在简谐激励下的响应及传递功率流计算公式,讨论了隔振系统中设备质量、隔振器刚度和阻尼、柔性基础刚度和阻尼等参数对隔振能力的影响。理论表明,适当增大机械设备质量、隔振器阻尼及柔性基础阻尼能提高系统隔振能力,较大的隔振器刚度不利于隔振,而基础板柔性对隔振系统的影响与激励频率有关,并给出了柔性基础隔振设计中参数选取的一般规律。     

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。