舰船平置板架式浮筏结构型式的设计研究

发布时间：2020-09-16 11:41

　　 舰载设备的振动和噪音与舰船安全性和舒适性息息相关。振动及其引起的噪音会使船上人员感到不适,降低舰载设备的可靠性,引发船体结构发生疲劳破坏,危及军用船舶作战性能。国际海事组织(IMO)第91届海上安全委员会(MSC91)通过了第338号关于SOLAS(国际海上人命安全公约)修正案的决议,针对1981年通过的非强制性《船上噪声等级规则》(第A.468(XII)号决议),提高了对机舱、船员起居室、工作间和其它船上空间噪声等级的控制要求。目前舰船减振降噪研究主要集中于阻尼材料应用、螺旋桨降噪及机械设备隔振等领域。随着舰载设备向轻型化、大功率化发展,考虑对于设备空间最大利用率以及舰船载重问题,以往的双层隔振装置已无法满足需求。浮筏隔振系统逐渐被广泛应用于舰载设备隔振领域。浮筏隔振系统具有优良的隔振性能、较小的附加质量和安装空间的特点。以往对浮筏系统的研究多集中于基础刚度,隔振器刚度、阻尼及分布原则和筏体质量比对隔振效果的影响,对筏体结构型式的研究较少。本文侧重于研究筏体结构型式对浮筏隔振系统中、低频隔振效果的影响。论文主要研究内容包括以下几个方面:(1)阐述了振动控制方法的分类、振动的分析方法、浮筏系统动力学建模方法、评估浮筏系统性能的方法以及各方法的优缺点。(2)采用有限元方法对浮筏隔振系统进行仿真研究,以Y2-200L1-2型电机为例,建立了平置直板式浮筏系统的动力学模型,并对其隔振效果进行了分析。(3)以基础振动烈度及振级落差为指标,对比分析了筏体结构型式对浮筏系统隔振效果的影响,包括筏体质量、板材厚度、腹板位置、加强筋有无、腹板镂空、部分筏体割除等因素。(4)研究了各改进措施的联合作用效果,建立改进后的筏体有限元模型并分析其隔振效果。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：U674.702
【部分图文】：

图 3.1 平置板架式浮筏系统有限元模型图 3.2 中间筏体有限元模型筏系统各部分尺寸如表 3.1 所示：表 3.1 浮筏系统各部分尺寸 m部件 长 宽 高基础 1.4 1 0.03中间筏体 1.2 0.8 0.15设备 0.3 0.3 0.3

图 3.2 中间筏体有限元模型系统各部分尺寸如表 3.1 所示：表 3.1 浮筏系统各部分尺寸 m部件 长 宽 高基础 1.4 1 0.03中间筏体 1.2 0.8 0.15设备 0.3 0.3 0.3节所建立的浮筏系统有限元模型命名为模型 A，下文中分析各参数对浮筏的影响时，均与模型 A 进行对比分析。系统动力特性分析分析的目的在于确定结构的固有频率和振型，以便在设计时避开共振频率

(e)系统第 20 阶模态位移云图 (f)系统第 21 阶模态位移云图图 3.3 系统部分阶次模态位移云图浮筏隔振系统振动形态复杂，包括设备和中间筏体的平动、摆动，中间筏体扭转、变形等，系统低阶模态表现为设备、筏体的刚体运动，高阶模态筏体、基础出现了扭转及弯曲现象；由于系统的对称性，个别频域范围内，相邻两阶模态的频率接近但振型变化很大，如第 1、2 阶；部分阶次，如第 20、21 阶中间筏体变性明显，说明中间筏体在此频率发生共振；中间筏体第一阶弯曲频率（对应系统第 20 阶模态频率）为 153.9Hz，第一阶扭转频率（对应系统第 21 阶模态频率）为 180.6Hz，避免了筏体在较低频率产生共振，因此证明该筏体基本满足减振设计要求。文献[20]中分析中间筏体模态频率时，分析的是中间筏体无约束条件下的模态频率。若单独对模型 A 中间筏体进行模态分析，则其第一阶弯曲模态频率为 112.9Hz，第一阶扭转频率为 114.0Hz，这与整体分析得出的结果存在差异，说明浮筏系统各组件之间的耦合作用对筏体共振频率有一定影响，本文采取对浮筏系统整体分析的方式确定筏体共振频率。

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本文编号：2819813