浮筏及双层隔振装置隔振性能计算与分析

浮筏隔振是从传递路径上控制舰艇机械噪声的重要措施之一。为分析浮筏隔振装置的性能及筏架上设备激励相位差的影响,并与双层隔振装置的效果进行对比,本文基于导纳理论建立了设备-浮筏-安装基座系统的动力学分析模型,对泵组小型浮筏隔振装置进行了数值计算与分析。结果表明,在中高频段,浮筏隔振装置的效果主要取决于设备-上层隔振器、筏架-下层隔振器系统的垂向刚体振动固有频率ω1、ω2,故筏架上单台设备运行时其隔振效果与同固有频率ω1、ω2的双层隔振装置基本一致,而在低频段浮筏隔振装置效果略好;筏架上设备激励的相位差对中高频段传递到基座的振动功率流及振级落差几乎没有影响,但对低频段的振动传递及隔振性能有一定影响。     

浮筏隔振装置抗基础冲击的研究

本文对船舶浮筏装置的抗基础冲击特性进行了理论分析与试验研究。在建立隔振装置力学模型的基础上，推导了隔振机组的冲击加速度以及隔振器变形量的表达式，计算得到其与频率比及质量比的关系，讨论了浮筏参数的选取。在理论分析的基础上，通过船舶浮筏模型试验，研究了浮筏隔振装置对于船体基座冲击的响应，讨论了影响冲击隔离的因素。     

基于高速机的船舶低振动推进机组设计及试验

针对船舶的高速性、高机动性和低振动要求,选用高速柴油机作为原动机,配置减速齿轮箱、高弹性联轴器、双层隔振装置,组成低振动推进机组.讨论分析机组配置中的技术要求、总体方案设计、关键设备主要技术参数确定、隔振性能计算等关键技术问题,开展机组成套和试验研究,分析试验中出现的齿轮箱振动超标、基座响应指标评价不合理等现象及其原因...     

船舶浮筏隔振系统冲击响应的时域计算

舰艇特别是潜艇在战斗条件下的主要威胁来自水中非接触性爆炸,选用抗冲击性能好的设备和对设备采取冲击防护措施可以保证艇上设备的安全性,即这些措施可以限制冲击作用时设备与基座之间的最大相对位移以及设备的最大加速度,使用隔振装置就是一种较好的冲击防护措施.因此在隔振装置的设计阶段必须对其抗冲击性能进行校核,从而保证隔振装置的抗冲击性能.各种有限元分析软件例如MSC.NASTRAN软件可以应用于隔振装置的抗冲击性能校核.应用MSC.NASTRAN软件及其前后处理模块MSC.PATRAN对旅游船上柴油发电机组浮筏隔振装置进行有限元建模和分析,首先对筏体和浮筏隔振系统模型进行理论模态分析和计算,且计算结果和试验结果吻合较好;接着对浮筏隔振系统模型进行瞬态响应分析,从而考核该装置的抗冲击能力.以旅游船浮筏隔振装置为分析对象的目的在于探讨舰艇浮筏隔振装置抗冲击性能校核的时域计算方法,分析计算方法可用于舰艇隔振抗冲装置抗冲击性能的分析计算.     

舰船水下辐射噪声快速预报方法

提出一种高精度舰船水下辐射噪声快速预报方法。首先分析设备基座振动、船体表面振动与辐射声场之间的传递规律,然后建立设备基座振动与水下辐射声压之间的传递函数,并通过理论分析、数值及试验验证设备基座至结构水下辐射声压之间存在着只与频率相关的声振传递函数,即声振传递函数具有不变性。研究表明,基于声振传递函数不变性的舰船水下辐射噪声快速预报方法较有限元法具有较高的预报精度和预报效率,预报速度达到分钟级。     

整舱浮筏隔振系统功率流理论与试验研究

采用FEM和SEA方法计算整舱浮筏隔振系统传递的功率流，初步分析整舱浮筏隔振系统功率流传递特性。用间接方法测量了整舱浮筏隔振系统的功率流传递，分析整舱浮筏功率流理论计算和试验结果之间的关系及功率流的传递规律，说明采用FEM＋SEA方法计算整舱浮筏隔振系统的功率流隔振效果在工程上是可行的。     

设备基座输入机械阻抗工程估算方法

舰船设备基座输入机械阻抗作为结构隔振与声学设计的参数之一,其值的确定直接影响隔振设计效果的分析和评估的准确性,具有重要的实用意义.通过对舰船基座输入机械阻抗的机理分析和组合元件机械阻抗计算的基本方法,给出了舰船设备基座输入机械阻抗在不同频段的数学物理模型,并给出了相应的简化估算公式.估算结果与实船基座测试数据进行了对比,吻合程度令人满意.     

舰船浮筏装置工程实例（续二）

舰船浮筏装置工程实例（续二）沈密群，严济宽（上海交通大学）三、猎扫雷艇上的浮筏装置猎扫雷舰艇是浮筏装置的一个重要应用场合，在这类舰艇上采用浮筏技术的主要目的是：①抗冲击；②隔振降噪。图１所示是发表在《世界舰船））１９８５年６月扫雷舰特集上的，由作者整...     

基于频响函数综合的舱筏隔振系统灵敏度分析和优化＊

利用频响函数综合方法,推导了浮筏隔振系统连接点的位移,给出基座上的力和输入到基座的功率流对浮筏隔振系统的上、下层隔振器的刚度和阻尼的设计灵敏度表达式,并分别以最小化某一频段内输入到基座的功率流和传递到基座的力的均方值为优化目标,结合灵敏度分析方法,对上、下层隔振器的刚度进行了优化.优化结果表明,基于子结构灵敏度分析的方法是一种有效的优化方法,以最小化传递到基座的力的均方值为优化目标得到的隔振器的最优刚度不能同时使输入到基座的功率流有很大的衰减.     

舰船浮筏混合隔振系统建模及约束输出控制策略

针对舰船内部动力机组浮筏系统低频隔振效果不佳的问题,提出有源前馈控制解决方案。建立由多向扰动振源、分布参数主被动一体式隔振器、中间柔性筏体及弹性安装基础组成的浮筏混合隔振系统结构声传递广义数理模型。基于导纳矩阵理论,定量考虑实际作动器输出的阈值限制,给出浮筏混合隔振系统动态传递特性统一数学模型。从声振能传递与控制角度揭示系统耦合振动机理并给出浮筏系统隔振设计遵循准则。研究表明,力矩激励在浮筏隔振系统能量传输中扮演重要角色,应尽量减少力矩扰动所致能量注入;中间筏体结构柔性及与隔振器内共振的耦合交互作用使中高频段系统隔振性能恶化;全主动控制策略可结合上、下层主动控制策略在低、中高频段的振动控制优势,能实现宽频域内声振能控制最优化。     

船用空压机组隔振设计与抗冲击性能分析

根据某船舶设计中提出的减小空压机组的振动传递、降低水下机械噪声的要求,针对机组所具有的振动激励特性,进行了隔振浮筏装置的设计.利用有限元分析软件ANSYS,建立了空压机组浮筏装置在陆上台架以及装船后的动力学分析模型,计算得到了隔振系统的各阶模态,分析了系统的振动传递特性以及对于冲击的响应特性,探讨了提高船舶设备隔振与抗冲击性能的途径.     

阻振质量在出海管路减振降噪中的应用

探讨了现代船舶的海水管系水噪声问题。通过对这种水噪声特性的分析,提出了一种工程上易于实现的出海管路减振降噪新方法,在管道表面添加阻振质量,分析了阻振质量对振动波传播的影响,同时基于FEM/BEM法,讨论了阻振质量对出海管道声辐射的影响。结果表明,阻振质量具有明显的减振降噪效果,这对现代舰船出海管路的减振降噪具有重要的参考意义。     

船舶推力轴承纵向橡胶减振器设计

介绍设计一种嵌入式船舶推力轴承纵向橡胶减振器,以隔离由于螺旋桨脉动推力激励而引起的船舶轴系纵向振动。首先,建立减振系统的动力学简化模型,通过计算分析对减振块刚度参数进行优化设计;其次,根据刚度优化结果和相关经验公式对橡胶减振块的外形尺寸进行设计;最后对减振块的强度特性进行校核分析。结果表明所设计的减振器满足强度指标要求;在此基础上,提出橡胶减振块在推力轴承上的具体布置形式、开槽及装配固定方案,为船舶推力轴承纵向减振器的设计计算提供参考。     

船用水泵机组的隔振设计与动态特性分析

根据某船舶设计中提出的减小机械设备的振动传递、降低水下噪声的要求,针对该船舶的水泵机组所具有的特点,进行了隔振浮筏的设计.通过有限元分析软件ANSYS,建立起水泵机组浮筏系统的动力学模型,计算分析了浮筏筏体的振动模态以及整个隔振系统的传递特性,探讨了提高隔振性能的方法,从而改进了设计.文中将计算分析结果与实测试验结果进行了比较,讨论了影响计算精度的若干方面,得出了一些有意义的结论.     

SWATH型科考船柴油发电机组气囊隔振设计方案

小水线面双体船(small waterplane area twin-hull ship,SWATH)型科考船作为承担远洋深海科考任务的特种船舶,对船舶的水下辐射噪声和自噪声控制十分严格。为了控制SWATH型科考船自噪声,针对科考船上主要振动噪声源1 100 kW柴油发电机组采用气囊隔振技术,进行机组气囊隔振系统的设计和计算分析校核,并通过振动测试证明柴油发电机组气囊隔振设计方案具有良好隔振效果,可很好抑制振动源向船体的振动传递,从而降低全船自噪声。     

舰船机械振动噪声监测预报系统设计

以舰船机械噪声的监测预报为目的,依据舰船模型结构振动传递特性的试验分析,提出噪声预报的模型与方法。再利用虚拟仪器开发工具LabVIEW,进行舰船机械噪声监测预报系统的软、硬件设计。依据舰船机舱中的各种主、辅机的实测振动数据,得到船体表面各个虚拟传感器以及有限数量的实际传感器的振动响应数据,实现舰船机械噪声的连续监测与预报,并能针对机械噪声的异常情况或声学故障进行提示与报警。     

空间复杂激励下柔性耦合系统振动功率流传递特性研究

本文针对现代工业中的动力设备的振动和噪声控制问题 ,建立六维空间单层[1] [2 ] 弹性浮筏的多机组隔振理论分析计算模型 ,导出了弹性浮筏传递功率流的表达式 ,从振动能量传输的角度来评价浮筏系统隔振效果 ,绘制了功率谱曲线 ,揭示机组的质量 ,筏架阻尼等结构参数以及各个方向的力和力矩对功率流传递的影响 ,给出了浮筏设计中结构参数选择的一般准则。     

周期桁架结构浮筏隔振特性分析与实验研究

利用周期结构特性和波形转换作用,提出一种新型周期桁架结构浮筏。首先利用有限元方法建立浮筏结构的数值模型并计算其频响特性,通过频响函数综合建立包含机组、浮筏和基础的振动传递模型,在隔振系统中评价新型桁架浮筏的性能,然后在此基础上,对新型桁架浮筏隔振系统进行实验验证。结果表明：周期桁架结构浮筏比传统浮筏能够更有效地抑制振动传递,组成浮筏隔振系统后,在与浮筏上下层隔振器的共同作用下,整个隔振系统在更宽的频段内对振动传递产生抑制作用。     

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...     

舱筏隔振系统水下振动特性的理论分析与试验研究

为充分利用潜艇动力舱空间和提高其隐蔽性能，对潜艇泵组等辅机设备采用了框架式浮筏隔振设计。以带泵组浮筏隔振装置的潜艇舱段为研究对象，采用有限元流固耦合理论，以总振级为目标，研究浮筏隔振系统的参数变化对舱段振动特性的影响规律。通过舱段缩比模型水下试验验证了理论计算方法的可靠性和框架式浮筏系统的隔振效果。提出的分析方法和结论对于其它动力设备的浮筏设计也具有参考价值。