舰船典型基座输入机械阻抗特性分析

为了提高水面舰船的声隐身性能,本文对典型的舰船基座结构开展研究。利用阻抗分析法研究了基座结构的输入机械阻抗对舰船声隐身性能的影响,基于有限元方法分析了典型舰船基座结构参数的变化对其输入机械阻抗的影响规律。研究表明:基座面板的厚度和隔振器的布置位置对机械阻抗的影响较大,腹板的厚度和高度、腹板开孔和开孔加强对机械阻抗的影响较小。研究所得的结果对舰船基座的设计有一定的指导意义。     

典型船舶悬臂基座阻抗特性研究

基于阻抗分法探索悬臂型基座的机械阻抗特性,借助有限元软件数值分析典型船体悬臂型基座的阻抗特性,以及基座各结构参数对其机械阻抗的影响规律;在此基础上,基于阻抗失配原理开展了悬臂型基座结构参数优化研究,最终形成一套较准确的船体基座阻抗分析方法,且具有较好的工程应用价值。     

典型船舶悬臂基座阻抗特性研究

  目的  基座结构的阻抗值及不同加载点间的阻抗均匀性会影响水下结构物辐射噪声。  方法  以一典型水下结构物长基座结构为研究对象,将基座腹板单元密度作为设计变量,提出以提高基座阻抗均匀性为目标的拓扑优化数学模型,并根据优化结果提出有效的腹板开孔形式。在此基础上,以基座各板厚作为设计变量,同时将基座的阻抗值及阻抗均匀性作为目标,建立基于宽容排序法的多目标尺寸优化数学模型,获得基座面板、腹板和肘板板厚优化方案。  结果  拓扑结果表明,基座腹板上并不以相同的模式开孔,且腹板开孔中心与其几何中心不同。尺寸优化结果表明,改变基座面板、腹板以及肘板板厚的搭配,可使案例阻抗离散度最大值减小9.37%,同时基座重量降低33.31%,且加载点阻抗最小值基本不变。  结论  为了提高不同加载点间的阻抗均匀性,不宜在基座腹板上以相同的模式开孔;为了兼顾阻抗均匀性和阻抗值,基座各构件不同区域板厚可不相同。研究结果可为水下结构物基座优化设计提供参考。     

基于代理模型的水下结构物基座阻抗特性快速预报

[目的]基座结构的阻抗值直接影响水下结构物的隐蔽性能,通常借助有限元仿真获得基座阻抗特性。直接将阻抗有限元分析嵌套在基座优化设计中过于耗时,不利于优化设计,探究采用代理模型的方式直接拟合参数输入-阻抗输出的映射关系,取代有限元仿真,提高优化设计效率。[方法]选取水下结构物典型平台基座结构作为研究对象,首先计算分析其阻抗特性,然后分别通过4种常用代理模型(SVR,BPNN,RBF和Kriging)构造阻抗预报代理模型,对比分析其拟合精度。在此基础上,结合阻抗频响函数特性和工程实际,提出针对性的数据前处理方法,定量评估数据前处理方法对代理模型预报精度的提升效果。[结果]不同的代理模型在拟合平台基座阻抗特性精度上存在差异,其中Kriging代理模型在决定系数、标准化均方根误差和标准化最大绝对误差3项评价指标上均取得了最好的结果。基于前处理数据构建的代理模型与初始代理模型相比,标准化均方根误差和标准化最大绝对误差分别减小了9.80%和15.43%。[结论]Kriging代理模型对于拟合基座参数输入-阻抗输出的映射关系具备较好的适用性,提出的阻抗数据前处理方法可以进一步提高代理模型的预测精度。     

基座对隔振器机械阻抗的影响研究

文章建立了含基座影响的隔振系统阻抗与振动功率流分析模型,分析了设备基座对隔振器机械阻抗的影响,提出了一种改进隔振器阻抗参数测试方法,以解决阻塞法测试阻抗参数过程中未考虑设备基座影响的问题。分别采用阻塞法与改进方法获得了隔振器的阻抗参数,并利用隔振系统的传递功率流对两种方法进行了对比验证,计算结果证明了改进方法的有效性。改进的阻抗参数测试方法考虑了基座对隔振器机械阻抗的影响,能够获得与其在实际结构中的阻抗特性更为一致的结果。     

舰船典型节点参数化建模及形状优化

给出一种船舶结构典型节点的参数化建模及形状优化方法,利用APDL建立某典型节点参数化模型的方法,将该节点形状参数定为设计变量,节点的应力集中系数作为优化设计的目标函数。通过不断改变形状参数,找出较小的应力集中系数。结果表明,该方法可有效降低应力集中,为舰船典型节点结构设计和优化提供参考。     

隔振器对舰船基座振动特性的影响

为了研究隔振器类型及布置方式对舰船基座振动特性的影响,针对舰船设备普遍采用隔振器与基座相连的连接方式,首先分析了隔振器刚度、阻尼等参数对舰船基座激扰力特性的影响,并以某船舶发电机组为例,基于有限元方法讨论了隔振器类型及布置方式对舰船基座振动特性的影响。研究表明,一方面,设备向基座传递的激扰力与隔振器刚度、阻尼及设备—隔振器—基座系统固有频率等密切相关;另一方面,隔振器类型及布置方式对基座振动特性也有较大影响。当激励频率较低时,隔振器布置方式对基座振动特性的影响相对较小;而当激励频率较高时,隔振器布置方式对基座振动特性的影响则相对较大。     

舰船刚性阻振质量基座振动特性优化设计

基于结构动力学优化设计理论,研究了舰船刚性阻振质量基座结构形式的设计方法。在满足基座舱段总重量限制的约束条件下,分别建立了刚性阻振质量布置及截面尺寸优化设计模型,并进行了以基座舱段耐压壳体振动加速度为目标函数的动力学优化设计。通过优化分析,得到了在给定约束条件下减振效果最佳的刚性阻振质量截面尺寸和布置。研究结果表明,刚性阻振质量基座中阻振质量高度越大,基座舱段耐压壳体平均振动加速度级就越小。通过优化设计可以找到满足要求的结构,分析得到目标函数随设计变量的变化趋势,并对此优化方法的有效性进行验证。     

隔振器机械阻抗特性研究

针对传统的将隔振器简化为弹簧和阻尼器的模型不能反映其动态特性随频率的变化而变化的特点，对隔振器的机械阻抗特性进行了理论计算和实验研究；分别按理想弹性元件和实际弹性元件计算了圆柱型橡胶隔振器的机械阻抗，两者在低频段吻合良好，而实际弹性元件的机械阻抗在高频段出现上翘的波峰，此为高频波动效应的结果；本文还分别对6种隔振器的机械阻抗进行了测量，结果与理论分析一致。     

有限元法机械阻抗分析筏架响应特性

以某浮筏装置为对象，运用有限元软件ANSYS对筏架进行谐响应分析。从机械阻抗人手，取筏架上一台典型动力设备液压泵为激励源，计算了筏架的输入阻抗。同时具体考虑液压泵的安装形式，分析了安装点及其中心点处机械阻抗的差别。通过计算筏架下层隔振器安装点的振动响应研究了筏架本身对振动的衰减，得出结论与建议。     

气囊隔振器机械阻抗特性的有限元分析

为解决气囊振动时囊体和空气之间的声固耦合问题,针对JYQN型气囊建立气囊隔振器机械阻抗的有限元分析方法,借助COMSOL Multiphysics有限元软件进行算例分析,讨论空气波动效应及气囊隔振器相关参数对其机械阻抗特性的影响,结果表明该分析方法合理可行.     

运动艇造型参数化设计平台开发

目前国内运动艇设计缺乏原创性与个性化,有个性化需求的客户与游艇设计公司就造型存在沟通障碍等问题导致运动造型方案达不到客户个性化要求。针对这一问题,在分析运动艇造型特点和三维建模软件Rhino二次开发的基础上,构建运动艇造型参数化设计平台,该平台具有快速三维造型建模、根据客户造型需求修改设计方案以及更新造型方案综合评价的功能。通过一个设计实例,证明该软件平台的实用性和可行性。     

舰船刚性阻振质量基座中频振动特性研究

有限元与统计能量混合法(FE-SEA)将计算低频响应的有限元法(FEM)与计算高频响应的统计能量法(SEA)结合起来,有效解决了FEM计算量大而SEA计算不准的中频域问题。提出在舰船弹性基座中引入刚性减振器,即在舰船基座与船体结构连接部位布设刚性阻振质量,并采用基于FE-SEA混合法的VA One软件对舰船刚性阻振质量基座的中频振动特性进行了研究。结果表明,刚性阻振质量对中高频结构噪声可起到明显的隔振作用,而对低频结构噪声的减振效果则不明显,甚至没有减振效果,这对刚性阻振技术在实艇基座减振降噪设计中的应用具有一定的实际工程价值。     

双层圆柱壳典型基座振动波传递特性优化分析

采用波动分析法,根据不均质结构中的阻抗特性和波型转换,分析振动噪声在典型双层壳结构中的传递特性。以此为切入点,采用有限元/边界元（FEM/BEM）耦合法分析人为构造的传递损失基座的减振降噪性能。通过对组合板振动波的传递特性的分析可以得出,当定常结构发生突变时,结构阻抗也会随之发生变化,导致结构之间的阻抗失配,从而使得振动波在突变截面处发生反射和透射,降低振动波的传递效率,阻隔振动波能量向下游结构传递。然后,据此理论设计了传递损失基座,并用有限元/边界元耦合法验证了传递损失基座的减振降噪性能。     

深潜器耐压壳体结构机械阻抗特性分析

深潜器耐压壳体是所有系统设备、管路及其附件的终端支撑基础.通过弹性支承作用于耐压壳体并以弹性波的形式向外辐射是系统振动噪声传递的主要途径之一.根据机械阻抗理论基础,通过有限元分析软件建模与仿真计算,对耐压壳体的机械阻抗特性进行研究,结果表明:在低频段,耐压壳体的机械阻抗值较低,通过壳体的振动噪声辐射严重;在高频段,机械...     

典型舰船循环水系统管路振动特性

舰船管路系统中的流体介质在管路源设备的作用下沿管路传输会产生振动和噪声。以典型舰船循环水系统的管路模型为研究对象,借助有限元软件分析该管路系统介质、管路支座布置间距等工艺参数对其固有频率的影响规律,数值分析管路系统简谐激励下进出阀门、法兰等关键位置的振动特性。结果表明:循环水管路系统各阶固有频率随固定支座间距的减小显著增大,且高阶固有频率增幅更为显著;循环水管路系统在滑油冷却器附近管路振动响应较为剧烈,应采用相应的减振降噪措施。     

舰船复合阻振基座的减振特性研究与实验

舰船设备的振动影响了舰船的安全航行和船员的日常生活。本文针对设备基座的减振问题,进行基座的减振特性研究和实验。在介绍基座减振系统和基座优化设计原理的基础上,对复合基座减振进行减振特性研究,提出基座的减振评价指标,并设计实验方案,验证复合基座的减振特性。实验表明,复合阻振基座可极大提升基座结构的减振效果。     

船舶阻抗失配基座对平面弯曲波传递的阻抑特性

研究了船舶阻抗失配基座对平面弯曲波传递的阻抑特性.基于波动理论,根据不均质结构中波型转换、阻抗特性,推导并给出了振动波入射不同连接形式的船舶基座结构的透声系数及隔声量公式,归纳了隔振性能随基座板架厚度比及频率变化规律,讨论了基座连接结构处板架固定方式对隔振性能的影响.在理论分析基础上,构造含阻振质量的阻抗失配基座.数值结果表明阻抗失配基座显著增大了基座的输入机械阻抗,加剧了振动波在船体板架中的波形转换、散射和反射,显著提高了舰船基座结构的隔振效果.     

舰船海况模拟平台等效摇摆参数研究

分析现有舰船海况模拟平台指标制定上的不足,提出等效摇摆参数的概念,确定以过载系数相等的等效原则,按照横摇、纵摇、横纵摇耦合分析幅值不变、周期不变、幅值周期改变3种情况下的等效摇摆参数。结果表明,现有舰船海况模拟平台指标产生的过载系数偏小,不能准确反映实际舰船摇摆效果,要产生一致的摇摆效果,舰船海况模拟平台指标必须进行等效换算。     

舰船基座上双层隔振系统能量流数值分析

对安装在柔性基础上的双层隔振装置建立了中低频能量流计算方法,考虑了基础柔性,减振器布置位置和激励源不对称性,用传递矩阵和模态叠加法数值计算了矩形薄板上安装的双层隔振系统能量流传递和振动参数传递率,对主要设计参数进行了讨论。