浮筏隔振系统拓扑优化研究与振动特性分析

发布时间：2020-04-02 10:26

【摘要】：随着现代舰艇对隐身性能要求的大幅提高,同时对工作环境舒适性的需要,浮筏隔振系统被应用地越来越广泛,其对舰艇设备的减振降噪起到了至关重要的作用。因此,对浮筏隔振系统进行分析研究具有极其重要的价值。针对结构的拓扑优化技术,本文采用变密度方法,建立其数学模型,推导了基于SIMP的拓扑优化准则算法,并基于变密度法对浮筏隔振系统进行了拓扑优化减重分析,设计出了最终的优化筏体结构。然后,建立了浮筏隔振系统的有限元模型,包括上层机组、中间筏体、下层基础和上下层隔振器的建模。对浮筏隔振系统进行谐响应分析,获得其在给定荷载下的节点响应数据。运用传递功率流的分析方法来研究浮筏隔振系统中的振动传递特性,绘制出了功率流传递曲线图,结果表明优化前后筏体的隔振效果差异不大,但是筏体重量却大大减小,较好地优化了筏体结构。接下来,本文对优化后的中间筏体进行了详细地设计加工,将振动电机、上层机座、中间筏体、下层基础、空气弹簧等组装连接,搭建了整个浮筏隔振实验系统。然后根据测量得到的测点振动加速度,绘制出了浮筏隔振系统各层振动加速度级曲线图,结果表明空气弹簧的隔振效果与其刚度有着紧密的联系,浮筏隔振系统具有优越的隔振性能。最后,采用本文的研究方法对舰艇上应用比较广泛的框架式浮筏结构进行了优化分析,计算表明优化后结构具有较好的隔振效果。本文对于浮筏隔振系统的结构优化方法和振动特性分析方法能为实际工程结构的优化设计提供技术支持。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U661.44

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