船舶典型管路系统低噪声设计研究

针对船舶典型管路系统振动噪声控制涉及元件多、技术要求高和施工难度大等难题,提出一种综合考虑管路系统结构参数、流体性能和实船安装因素的低噪声设计方法。首先,采用传递矩阵法建立直管、弯管、法兰、弹性支撑、挠性接管等典型管路元件的传递矩阵,给出管路系统的固有频率和振动响应;其次,设计管路系统计算模型,通过ABAQUS有限元仿真得到挠性接管和弯管对管路系统的影响规律;最后,开展管路系统低噪声设计试验。仿真分析和试验结果表明,管路系统低噪声设计模型是有效的,并给出工程应用中挠性接管、弯管等典型管路元件低噪声安装的建议。     

复杂机械隔振系统阻抗与传递损失关联性研究

复杂机械系统一般弹性元件和刚性元件构成。在系统稳态运行状态下,弹性元件与刚性元件构成的系统阻抗是影响隔振系统传递损失的关键因素。本文建立了双通道传递系统阻抗数学模型,搭建了双层隔振机械系统试验台架,使用B&K3660D型多通道测量系统以及B&K 8203型力锤,采用锤击激励法测量阻抗,得到了系统初始安装状态的机械阻抗。通过调节机械系统基座结构强度,以及管路系统支撑刚度,研究了两传输通道系统阻抗与机械系统隔振效果,管路系统传递损失之间的关联性,并分析出了两传输通道系统阻抗与两者之间的定量关系。试验研究表明：1,适度提高基座结构阻抗有利于隔振装置的隔振效果,当隔振系统的隔振效果不能满足设计的要求时,增大试验基座阻抗有利于系统的隔振效果,2,通过改变管路系统弹性元件的属性及其布局形式,能有效增大管路系统的阻抗,提高挠性管路系统的能量传递损失,有效降低隔振系统的基座振级。     

《空间管系振声传递的有限元阻抗法》

本文针对空间管路系统振动噪声传递特点提出了有限元阻抗分析法的基本思路和计算方法。采用该方法对某典型通海管路系统振动噪声传递特性进行计算并与模型测试结果对比分析,表明该方法正确且满足工程适用要求。     

复杂机械隔振系统阻抗与传递损失关联性研究

复杂机械系统一般由弹性元件和刚性元件构成。在系统稳态运行状态下,弹性元件与刚性元件构成的系统阻抗是影响隔振系统传递损失的关键因素。首先建立双通道传递系统阻抗数学模型,搭建了双层隔振机械系统试验台架,使用BK 3660D型多通道测量系统以及BK 8203型力锤,采用锤击激励法测量阻抗,得到系统初始安装状态的机械阻抗。然后通过调节机械系统基座结构强度,以及管路系统支撑刚度,研究两传输通道系统阻抗与机械系统隔振效果,管路系统传递损失之间的关联性,最后分析出了两传输通道系统阻抗与两者之间的定量关系。试验研究表明:1.适度提高基座结构阻抗有利于隔振装置的隔振效果,当隔振系统的隔振效果不能满足设计的要求时,增大试验基座阻抗有利于系统的隔振效果,2.通过改变管路系统弹性元件的属性及其布局形式,能有效增大管路系统的阻抗,提高挠性管路系统的能量传递损失,有效降低隔振系统的基座振级。     

盘架管路弯管断裂原因分析

通过断口分析、化学成分分析和金相检验等方法对某盘架管路弯管的断裂原因进行了分析。结果表明:该盘架管路在生产过程中因非正常使用工具校形导致弯管根部存在较大的残余应力;另外,工具校形在弯管表面产生的机械损伤形成了应力集中,促进了裂纹的萌生;加之弯管焊缝热影响区晶粒粗大降低了该处材料的疲劳强度;上述因素综合作用最终导致弯管在耐久振动试验中于焊接热影响区的机械损伤处发生疲劳断裂。     

立体浮筏隔振系统的模态机械阻抗综合法研究

模态机械阻抗综合法是一种新的动态子结构振动分析方法，是传统机械阻抗综合法的推广。它克服了以往动态子结构分析中由于各子结构自由度数不同而带来的困难，并能求解弹性体一刚体系统振动问题。本文研究了模态机械阻抗综合法的求解步骤及其在复杂隔振系统振动分析中的应用，并以立体浮筏隔振系统为模型，进行了分析计算。     

液-管耦合空间管路系统振动噪声的有限元分析方法

以包含设备和辅件在内、可具有分支结构的实际管路系统为研究对象,考虑内部流体介质和管路结构的相互作用,建立了液-管耦合振动噪声动力学分析的一体化有限元模型。给出了管路系统有限元模型的理论基础和典型有限元刚度矩阵单元的解析表达式,以及将管路隔振和消声器件阻抗试验数据引入有限元分析的转换方法。通过较为复杂的算例,分别对消声压力筒和管路挠性元件的噪声、振动衰减作用进行了研究。     

模态机械阻抗综合法及其在隔振系统中的应用

模态机械阻抗综合法（MMISA）是近年发展起来的一种新的子结构振动分析方法。它能求解含弹性部件系统的振动问题，同时克服了以往在动态了结构分析中由于各子结构自由度数不同而带来的困难，是传统机械阻抗综合法的推广。本文研究分析复杂隔振系统力学建模的模态机械阻抗综合法和其在振动分析中应用，通过浮筏隔振系统算例，讨论了弹性模型和刚性模型的计算结果。     

缠绕式弯管机上的管路的弯曲回弹与伸长规律

介绍如何通过实验分析的方法,研究缠绕式弯管机上管子的回弹与伸缩规律.管路的弯管精度直接影响管路装配过程.而影响弯管精度的关键因素就是管路回弹.弯管机、管子的机械特性、尺寸、机床的刚性等都对回弹有较大影响.通过理论计算获得能在缠绕式弯管机生产实验中使用的公式是困难的.介绍了如何通过实验分析方法得到弯管回弹与伸长规律.     

基于卡箍优化布局的飞机液压管路减振分析

飞机液压管路振动过大是一个亟待解决的问题,考虑了主动消振方式较为复杂,难以在飞机液压系统实现,提出了基于系统特征阻抗,通过优化卡箍布局的被动消振方式。首先建立系统管道及各元件数学模型,利用传递矩阵法（Transfer Matrix Method, TMM）得到其频域特征阻抗变化规律。以激振源固有频率点的特征阻抗加权和为目标函数,利用粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization, PSO）在一定范围内调整卡箍位置,使在激振源频率点的特征阻抗加权和降到最低。通过优化卡箍位置,系统特征阻抗加权和较优化前衰减28.13%,验证了其有效性,为飞机液压管路的优化布局提供了一定的理论依据。     

弹性元件的机械阻抗理论研究

机械阻抗及其参数识别技术已经应用于机械设备的设计与开发、弹性设备的研制等许多工程技术领域。本文以圆柱橡胶减振器为理论分析实例,分别按理想弹性元件和实际弹性元件计算其阻抗与传递率。理想弹性元件的阻抗对分析隔振系统低频特性是有效的,而对实际弹性元件进行阻抗的计算分析和测量对全面分析由其构成的隔振系统特性十分必要。     

袖套式挠性接管性能及管路减振效果的试验研究

本文对袖套式挠性接管的平衡性能、静刚度参数及阻抗特性进行了试验研究 ,并在试验室用船用往复式舱底泵对袖套式挠性接管进行了不同压力状态下的管路减振效果的试验 ,试验结果表明袖套式挠性接管具有良好的减振效果和实船运用前景。     

基于泄放阀泄放反力作用下的低温管系动态分析

应用CAESARII软件对某低温乙烯液体输送管系进行动态分析,校核了在泄放阀泄放反力作用下管系的位移、应力是否符合规范,并对管系结构进行了优化。结果表明:管系基频过低、应力超标,距离泄放阀最近端管系弯头纵向振幅较大,泄放阀泄放反力作用弯头位置横向振动剧烈,须重新对管系进行改进。提出改进方案:将管系中间位置约束改为固定支撑,以增大管系刚度;将距离泄放阀最近弯头处承重支撑改为弹簧支撑,以承担竖直方向的反冲力;在泄放阀进口管段设置阻尼约束,泄放阀出口管弯头位置加设承重支撑与限位,并调整限位与管系之间的间隙,找到最佳间隙为6.63 mm。据改进后的方案重新建模并分析,管系在X、Y、Z向的最大振幅分别减弱了88.12%、76.02%、99.86%。     

《基座低频机械阻抗有限元计算方法研究》

由于大型或重型结构在低频段难以激励起来,低频时大型结构的机械阻抗数据相干系数小,可信度较低。为了弥补这个缺点,使用有限元软件对大型舱段结构进行建模,计算了潜艇舱段基座低频段的机械阻抗,并与实测值和理论估算值进行对比,结果令人满意。本文评价了使用有限元方法在低频段对基座进行阻抗特性预报的可行性,弥补了低频段舱筏基座实测机械阻抗数据可信度较低的不足,具有一定的工程应用价值。     

面外弯矩下含局部减薄缺陷三通的塑性极限载荷分析

采用弹塑性有限元方法,计算分析并验证了面外弯矩下无缺陷等径三通的塑性极限载荷,同时针对含局部减薄缺陷等径三通,系统地分析了局部减薄缺陷的尺寸、位置等因素对等径三通的塑性极限载荷的影响,得到了局部减薄对等径三通塑性极限载荷的影响规律,并分析了含局部减薄等径三通在面外弯矩下的典型失效模式,研究结果可为含局部减薄缺陷等径三通结构设计和安全评定提供理论依据。     

An enhanced pipe elbow element—application in plastic limit analysis of pipe structures

In this paper, we present a new pipe elbow element based on a previous simplified model proposed by Bathe and Almeida [1, 2] and modified by Militello and Huespe [3]. It is really a beam‐type element but it describes the ovalization, warping, radial expansion and non‐symmetric deformation of cross‐section of curved pipe with Fourier series. Therefore, it could model precisely enough a real pipe elbow structure but remains simple. The extensive loading cases are effectively implemented by the proposed numerical techniques and displacement model. The developed element is used in this paper in plastic limit analysis of pipe elbow structures. This is realized by means of a direct mathematical programming technique. Various elastic and plastic limit state analyses of straight pipes and elbow structures are presented, which illustrates the efficiency of the element and the numerical method. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.