舰船浮筏系统隔振及抗冲击特性研究

摘要

舰船的减振降噪在隔振理论和实践研究中始终占有举足轻重的地位。由动力机械引起的舰船结构振动问题一直是工程界研究的重点之一。随着科学技术的发展，人们对隔振系统的隔振性能提出了更高、更严格的要求，传统的双层隔振在一定程度上已无法满足要求。近年发展起来的浮筏隔振系统便是针对舰船动力机械实施振动与噪声隔离的有效工具。由于现代舰艇采用高强度钢制造，具有相当强的抗水下爆炸能力，相比之下设备的抗冲击能力是薄弱环节。 论文首先从振动控制的基本理论入手，对隔振技术的一些基本问题进行了分析计算，并引出了浮筏隔振装置的基本概念；接着阐述了浮筏系统动力学建模的几种方法，并且着重详细推导了浮筏系统的多刚体动力学建模的运动微分方程，通过自编程序计算了自制的浮筏隔振装置的模态频率，与应用有限元法计算的结果进行比较。验证了多刚体动力学建模方法和有限元方法对浮筏隔振装置建模的正确性。然后通过谐响应分析计算了浮筏隔振装置各节点处的频率响应函数，选取代表点计算了振级落差。 其次简单介绍了舰船设备的抗冲击设计方法，重点对基于结构振动模态叠加的动力学设计分析方法，即DDAM方法进行了公式推导，按照修订后的DDAM设计程序步骤，应用美国舰艇抗冲击标准规范要求的设计冲击谱值计算公式，对自制的浮筏隔振装置进行了DDAM抗冲击计算。算例结果表明，对所建模型的简化处理是合理的，采用DDAM方法计算的冲击响应是准确可行的。 最后对浮筏隔振装置进行了模态实验，在对测量系统标定完后，重点对丢失标定值的力传感器进行标定，求出其标定值后，应用单输入多输出的模态分析方法对浮筏隔振装置的不同厚度的筏体进行模态分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

1机械振动隔离基本理论

1.1隔振技术简介

1.2减小及控制振动的方法

1.2.1减小扰动

1.2.2防止共振

1.2.3采取隔振措施

1.3隔振的基本原理

1.3.1隔振的分类

1.3.2衡量隔振效果的参数

1.4算例

1.4.1单自由度隔振系统

1.4.2双层隔振系统

2浮筏隔振系统的动力学建模分析

2.1浮筏隔振技术简介

2.2浮筏隔振系统的建模方法

2.2.1浮筏系统的多刚体动力学建模分析方法

2.2.2浮筏隔振系统的有限元建模方法

2.2.3浮筏系统阻抗综合建模分析方法

2.2.4基于四端参数的矩阵建模分析方法

2.3浮筏系统的多刚体动力学建模及运动微分方程

2.4算例

2.4.1浮筏系统的多刚体动力学建模计算

2.4.2浮筏系统的有限元模型建立

2.4.3结论

3浮筏隔振系统振级落差

3.1谐响应分析基本概念

3.2谐响应分析中的完全法基本方程

3.3浮筏隔振系统振级落差计算

4浮筏隔振系统抗冲击设计分析

4.1动力设计分析方法

4.1.1三维DDAM公式

4.1.2修订后的DDAM的变化

4.1.3 DDAM设计冲击谱值

4.2算例

4.2.1有限元模型

4.2.2 DDAM谱分析步骤

4.2.3冲击设计计算条件

4.2.4冲击设计计算结果

4.3结论

5浮筏隔振系统实验

5.1振动测试系统

5.1.1振动测试包含的内容

5.1.2振动测试的仪器设备

5.2模态实验

5.2.1模态分析的步骤

5.2.2测量系统的标定

5.2.3隔振器刚度测定

5.2.4浮筏隔振系统筏体模态测量

6总结与展望

6.1本文工作总结

6.2论文工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢