船舶浮筏隔振系统振动传递特性研究

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船体是一个空间结构复杂的弹性体,在动力设备及风浪等各种干扰力作用下的振动形式相对复杂。动力设备过大的振动会对设备自身性能及寿命造成影响,同时还会引起船内噪声的增大,降低船内舒适度,对长期驻扎船上人员健康造成危害。随着船舶结构日益轻量化和大型化以及动力设备的高速化,船舶动力设备的减振降噪问题也日益严峻。浮筏隔振是目前船舶领域应用较为广泛一种隔振形式,备受国内外学者的关注。本文对多扰源浮筏隔振系统的振动传递特性展开了较为细致的研究,主要工作如下:(1)简要介绍单自由度及双自由度经典隔振系统理论,隔振效果评估指标基本概念及其优缺点。分析单双自由度系统的振动响应特性,分析上下隔振器刚度及中间质量对系统特性的影响。(2)介绍了有限元法求解结构振动响应的基本理论,建立某隔振装置有限元分析模型,通过ANSYS谐响应分析对输入输出上下层隔振器的加速度响应进行了计算;搭建了该隔振装置试验台架,对比分析了有限元结果与试验结果的差异性,验证了有限元分析模型的正确性。(3)通过子结构综合法建立多扰源浮筏隔振系统动力学模型,从理论上分析了激励相位对位移响应的影响,介绍了系统功率流响应的求解方法,为工程隔振设计及隔振系统测试平台的搭建提供一定的理论指导。(4)通过MATLAB编写相关程序对多扰源柔性浮筏隔振系统的位移及功率流进行求解,同时建立有限元分析模型,通过对比分析两种方法所求结果,论证了理论模型的合理性。在此基础上,分析了位移响应幅值与相位之间的关系,从位移响应及功率流传递两个方面分析了浮筏隔振系统的传递特性,探讨了振源参数(幅值、相位、多方向性)、结构参数对系统位移响应及功率流传递的影响,总结了浮筏隔振系统设计中的一些注意事项及基本准则。
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