新型桁架箱体浮筏隔振器选型研究
发布时间：2021-06-22 11:30
采用有限元法对新型桁架箱体浮筏系统在3种不同隔振器配置方案下的静强度、抗冲击强度及隔振效果进行分析。结果表明,在静力状态下,随着隔振器总静刚度的增加,浮筏的下层隔振器变形量和最大位移逐渐减小。在冲击环境下,下层隔振器的形变量因阻尼作用随时间产生周期性衰减,隔振器总冲击刚度及个数和布置形式都会影响浮筏的抗冲击效果。在隔振效果上,较小的动刚度的隔振器具有更好的隔振效果。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(21)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
浮筏系统隔振器布置示意图Fig.1Arrangementofvibrationisolatorforfloatingraftsystem
大位移/mm10.919.897.53纵倾15°筏架下层隔振器变形值/mm8.717.105.43筏架最大应力/MPa30.0328.1631.25筏架最大位移/mm10.218.727.023抗冲击效果分析本文冲击环境基于GJB1060.1-91中冲击设计输入，参考德国BV043-85标准将浮筏系统的设计冲击响应关于频率的冲击谱等效转化为系统的冲击载荷-时间变化曲线[12–13]。已知浮筏系统总质量为33.63t，设备抗冲击能力设计为A级，浮筏安装在艇体基座上，安装形式为弹性安装。设计的浮筏系统的垂向冲击载荷输入如图2所示。图2浮筏系统垂向冲击加速度时域曲线Fig.2Time-domaincurveofverticalimpactaccelerationoffloatingraftsystem计算浮筏的抗冲击效果时，采用瞬态动力学显式分析的方法，将加速度冲击波曲线作为动载荷施加到浮筏系统上直接计算浮筏系统在冲击荷载下的动态响应。计算时，将隔振器刚度统一设置为冲击刚度，冲击计算时间为1s。由于浮筏是通过隔振器与船体相连接。冲击载荷通过船体作用于整个系统，因此，将冲击载荷加于筏架下层隔振器的底端和侧向隔振器的外端。筏架结构在冲击的作用下，隔振器由于阻尼的原因会反复震荡衰减，冲击能量逐渐耗散，如图3所示。由于垂向冲击，筏架下层隔振器的垂向变形量远·32·舰船科学技术第42卷
于其他2个方向，变形量因阻尼的作用呈现明显的周期性变化，且振幅逐步衰减。桁架箱体浮筏不仅承载了设备，还作为人员活动舱室，保护设备和人员的安全，其上、下面板的峰值加速度须小于人体的承载极限（约为12g）。方案3的筏架结构上、下面板加速度如图4所示。由于设备和人员的存在，筏架又非刚体结构，所以在冲击作用下，筏架上、下面板的加速度并不是处处相等的。且此时上、下面板的峰值加速度值约为13.25g，大于人体承载极限（约12g），表明方案3配置下的浮筏系统抗冲击性能较差。图3垂向冲击作用下下层隔振器变形量随时间衰减曲线（方案3）Fig.3Attenuationcurveofdeformationoflower-layerisolatorwithtimeunderverticalimpact（Scheme3）图4垂向冲击作用下筏架上、下面板加速度云图（方案3）Fig.4Accelerationcloudsoftheupperandlowerpanelsoftheraftunderverticalimpact（Scheme3）冲击作用下的结果如表6所示。3种方案下的应力的最大值为103.3MPa，小于材料的许用极限。不同方案下层隔振器的最大变形量为19.40mm，根据表3数据可知，当下层隔振器形变量不超过30mm时，下层隔振器的形变量均在线性范围内。由此可计算出，3种方案对应的冲击总刚度分别为50400N/mm，46000N/mm和55200N/mm。由于方案2和方案3的隔振器个数和布置形式相同，其中方案3冲击总刚度较大，从而造成方案3的隔振器的变形量及筏架的最大位移较小，筏架的最大应力及上、下面板的峰值加速度较大。对比方案1和方案2的结果，筏架最大位移和隔振器变形量的变化与冲击总刚度变化并不完全一致，原因是方案1使用了较多的隔振器
【参考文献】：
期刊论文
[1]整舱浮筏全频段能量传递数值分析研究[J]. 余永丰,彭旭,刘远国. 舰船科学技术. 2006(S2)
[2]浮筏隔振系统隔振器最佳布置方案研究[J]. 杜奎,伍先俊,程广利,朱石坚. 海军工程大学学报. 2005(02)
[3]浮筏隔振系统各主要参数对系统隔振性能的影响[J]. 张华良,瞿祖清,傅志方. 振动与冲击. 2000(02)
[4]隔振布置偏差对双层隔振系统整体性能的影响研究[J]. 祝华,胡明,王强,周强,涂耿伟. 噪声与振动控制. 1996(05)
[5]舰船浮筏装置工程实例[J]. 沈密群,严济宽. 噪声与振动控制. 1994(01)
硕士论文
[1]浮筏隔振系统静动态响应直接计算法研究[D]. 刘林炜.华中科技大学 2018
[2]船舶浮筏隔振系统的性能分析及参数优化匹配研究[D]. 张辉.华中科技大学 2016
[3]框架式浮筏隔振系统设计及隔振特性研究[D]. 张衡.浙江工业大学 2012
[4]船舶浮筏隔振系统振动特性分析[D]. 杨本磊.大连海事大学 2011
本文编号：3242758
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(21)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
浮筏系统隔振器布置示意图Fig.1Arrangementofvibrationisolatorforfloatingraftsystem
大位移/mm10.919.897.53纵倾15°筏架下层隔振器变形值/mm8.717.105.43筏架最大应力/MPa30.0328.1631.25筏架最大位移/mm10.218.727.023抗冲击效果分析本文冲击环境基于GJB1060.1-91中冲击设计输入，参考德国BV043-85标准将浮筏系统的设计冲击响应关于频率的冲击谱等效转化为系统的冲击载荷-时间变化曲线[12–13]。已知浮筏系统总质量为33.63t，设备抗冲击能力设计为A级，浮筏安装在艇体基座上，安装形式为弹性安装。设计的浮筏系统的垂向冲击载荷输入如图2所示。图2浮筏系统垂向冲击加速度时域曲线Fig.2Time-domaincurveofverticalimpactaccelerationoffloatingraftsystem计算浮筏的抗冲击效果时，采用瞬态动力学显式分析的方法，将加速度冲击波曲线作为动载荷施加到浮筏系统上直接计算浮筏系统在冲击荷载下的动态响应。计算时，将隔振器刚度统一设置为冲击刚度，冲击计算时间为1s。由于浮筏是通过隔振器与船体相连接。冲击载荷通过船体作用于整个系统，因此，将冲击载荷加于筏架下层隔振器的底端和侧向隔振器的外端。筏架结构在冲击的作用下，隔振器由于阻尼的原因会反复震荡衰减，冲击能量逐渐耗散，如图3所示。由于垂向冲击，筏架下层隔振器的垂向变形量远·32·舰船科学技术第42卷
于其他2个方向，变形量因阻尼的作用呈现明显的周期性变化，且振幅逐步衰减。桁架箱体浮筏不仅承载了设备，还作为人员活动舱室，保护设备和人员的安全，其上、下面板的峰值加速度须小于人体的承载极限（约为12g）。方案3的筏架结构上、下面板加速度如图4所示。由于设备和人员的存在，筏架又非刚体结构，所以在冲击作用下，筏架上、下面板的加速度并不是处处相等的。且此时上、下面板的峰值加速度值约为13.25g，大于人体承载极限（约12g），表明方案3配置下的浮筏系统抗冲击性能较差。图3垂向冲击作用下下层隔振器变形量随时间衰减曲线（方案3）Fig.3Attenuationcurveofdeformationoflower-layerisolatorwithtimeunderverticalimpact（Scheme3）图4垂向冲击作用下筏架上、下面板加速度云图（方案3）Fig.4Accelerationcloudsoftheupperandlowerpanelsoftheraftunderverticalimpact（Scheme3）冲击作用下的结果如表6所示。3种方案下的应力的最大值为103.3MPa，小于材料的许用极限。不同方案下层隔振器的最大变形量为19.40mm，根据表3数据可知，当下层隔振器形变量不超过30mm时，下层隔振器的形变量均在线性范围内。由此可计算出，3种方案对应的冲击总刚度分别为50400N/mm，46000N/mm和55200N/mm。由于方案2和方案3的隔振器个数和布置形式相同，其中方案3冲击总刚度较大，从而造成方案3的隔振器的变形量及筏架的最大位移较小，筏架的最大应力及上、下面板的峰值加速度较大。对比方案1和方案2的结果，筏架最大位移和隔振器变形量的变化与冲击总刚度变化并不完全一致，原因是方案1使用了较多的隔振器
【参考文献】：
期刊论文
[1]整舱浮筏全频段能量传递数值分析研究[J]. 余永丰,彭旭,刘远国. 舰船科学技术. 2006(S2)
[2]浮筏隔振系统隔振器最佳布置方案研究[J]. 杜奎,伍先俊,程广利,朱石坚. 海军工程大学学报. 2005(02)
[3]浮筏隔振系统各主要参数对系统隔振性能的影响[J]. 张华良,瞿祖清,傅志方. 振动与冲击. 2000(02)
[4]隔振布置偏差对双层隔振系统整体性能的影响研究[J]. 祝华,胡明,王强,周强,涂耿伟. 噪声与振动控制. 1996(05)
[5]舰船浮筏装置工程实例[J]. 沈密群,严济宽. 噪声与振动控制. 1994(01)
硕士论文
[1]浮筏隔振系统静动态响应直接计算法研究[D]. 刘林炜.华中科技大学 2018
[2]船舶浮筏隔振系统的性能分析及参数优化匹配研究[D]. 张辉.华中科技大学 2016
[3]框架式浮筏隔振系统设计及隔振特性研究[D]. 张衡.浙江工业大学 2012
[4]船舶浮筏隔振系统振动特性分析[D]. 杨本磊.大连海事大学 2011
本文编号：3242758
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