船体总振动的TMD控制

发布时间：2020-11-18 09:41

　　 船体振动是舰船结构失效的主要形式之一,对舰员的工作、生活,舰载设备的正常运行,以及舰船的战斗能力、生存能力,都有很大影响。对于船体结构局部振动,目前已有成熟有效的方法对其进行控制,而对于船体结构总振动,尚缺少有效治理方法。因此,舰船一旦出现总体振动问题,基本无法解决。调谐质量阻尼器是一种常用的制振装置,对于给定频率的减振效果非常明显。目前,调谐质量阻尼器也被逐渐被引入船舶与海洋工程领域,但还没有发现质量阻尼器在船体总振动控制中的应用。本文针对船体总振动问题,应用调谐质量阻尼器对其进行控制,结合简化模型验证分析与实体模型仿真分析,从质量阻尼器的质量与施设位置两个主要方面,分别对单重质量阻尼器、双重质量阻尼器以及碰撞质量阻尼器的制振能力开展研究,并得出一些具有工程实际意义的结论。建立船体梁验证分析模型与实船仿真分析模型,应用单重质量阻尼器控制其一阶固有频率下的水平与垂向弯曲振动。通过分析船体响应,考察单重质量阻尼器控制下的船体总振动是否符合扩展定点理论,以及施设位置与质量两个关键要素对质量阻尼器的振动控制效果的影响。选择不同位置施放质量阻尼器,考察关键节点响应以分析不同的施设位置对制振效果的影响;选择控制效果最好的位置,施设不同质量的质量阻尼器,考察关键节点响应以分析不同质量对制振效果的影响。应用双重质量阻尼器控制船体在一阶固有频率下的水平与垂向弯曲振动。选择最优位置施设双重质量阻尼器。通过分析船体响应,考察双重质量阻尼器装置控制下的船体总振动是否符合扩展定点理论,并对比单重质量阻尼器,考察相同总质量的双重质量阻尼器的制振效果。通过分析制振系统弹簧刚度、阻尼发生变化以及主振动系统固有频率改变等突发情况下的控制效果,考察双重质量阻尼器的控制稳定性。应用船体简化模型研究碰撞质量阻尼器对船体在垂向弯曲振动的一阶固有频率的控制。对于较大简谐激励力作用下的船体总振动进行分析,对比单重质量阻尼器,考察碰撞质量阻尼器是否具有更好的制振效果。并分析碰撞限位装置刚度以及弹簧刚度、阻尼系数等因素对碰撞质量阻尼器制振效果的影响。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U674.7
【部分图文】：

第 1 章 绪论第 1 章 绪 论1.1 研究背景及意义1.1.1 船体总振动控制问题无论驱逐舰、巡洋舰等军用舰船，还是运输船、渔业船以及工程船等民用船舶，结构坚固性是最基本和最重要的性能，其决定了舰船的生存能力与战斗力。对于结构坚固性，除了考虑强度对其影响之外，船体结构振动也是舰船失效的一种主要形式。船体结构振动不仅对舰员的工作和生活，以及机械设备的正常运行有显著影响，并且直接影响结构自身的疲劳断裂强度[1]。

哈尔滨工程大学硕士学位论文并不准确[4]。由此可以看出，由多种激励生总振动，在水平或垂向上会产生较大的另外，舰船总体振动属于低频振动（低至式，传统振动治理方法效果很差。因此，决[5]。新应用MD）是由辅助质量、弹簧以及阻尼组成，振的装置，对于给定频率（包括低频）的于其结构简单、效果好、维护方便等优点大量应用。目前，质量阻尼器也被逐渐应械设备的振动控制有显著效果，并对舰船但是，还没有发现质量阻尼器在船体总振

（c）大楼内设 TMD 装置示意图 （d）TMD 布施原理图图 1.3 TMD 在工程中的应用主要研究内容要介绍了对于应用调谐质量阻尼器控制船体总振动的研究，并对放位置与质量阻尼器的最优质量进行探讨，计算并设计符合船体结构的质量阻尼器装置。介绍了本文所研究的工程背景和主要内容。介绍了船体总振动控制质量阻尼器的发展历程与其在工程中的广泛应用以及将质量阻尼器动控制中的重要意义。介绍了船体总振动固有频率的计算方法，质量阻尼器的基本原理，质量阻尼器最优设计的基本内容。介绍有限元模型建立主要内容，并针对船体梁模型与实船模型的水频率，应用单重 TMD 进行控制，将不同质量与不同位置的 TMD
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本文编号：2888578