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船舶浮筏隔振系统振动特性分析

作　者: 杨本磊
导　师: 于洪亮
学　校: 大连海事大学
专　业: 轮机工程
关键词: 浮筏隔振系统 有限元法 隔振器 筏体结构 振动传递特性实验
分类号: U661.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


船舶机械的振动与噪声会影响船舶结构的安全性和相关机械的可靠运行,同时影响船上人员的舒适度；在军用舰船中,动力装置的振动噪声严重影响其隐蔽性和战斗力,因此船舶机械的减振降噪问题一直是船舶工程界的研究热点之一。浮筏隔振系统作为一种新型有效的减振降噪装置,已开始广泛应用于各种舰船的动力装置中。它可有效地抑制机械振动能量传递到船体,使舰船结构在振动激励下产生的自噪声与辐射噪声大幅度降低,并能对来自船体底部的冲击有着良好的隔离效果。与其相关的理论与试验研究也成为隔振技术领域的研究热点。论文首先介绍了选题的背景以及国内外的研究概况和发展趋势,然后介绍了振动和有限元理论及有限元分析软件ANSYS;随后,建立了浮筏隔振系统的数学模型,和4135G柴油发机组的浮筏隔振有限元模型,并对该机组进行了扰动力分析计算；研究了下层隔振器布置方式改变及上层隔振器数目的改变对浮筏隔振系统的模态和隔振效果的影响,研究表明上层隔振器布置六个时比布置四个时更能避免共振；下层隔振器四周布置时的抗冲击效果较好,但隔振效果没有两侧布置时好。论文第四章研究了筏体结构形式不同对筏体模态和振型的影响,研究表明中间筏体开孔形式、结构厚度和开孔面积等的改变都对筏体模态和振型有很大的影响。论文的最后一部分是实验部分,通过自己搭建的浮筏隔振系统实验台,借助LMS Test.Lab振动噪声测量系统和电磁振动试验机,对浮筏隔振系统做了振动传递特性分析实验,结果表明浮筏隔振系统对基础冲击隔离的效果优于隔振效果,原因是浮筏装置冲击响应会受到基础结构动态特性的影响,或者说,浮筏装置基础的非刚性在使高频隔振性能变差的同时,会改变装置的冲击隔离特性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-21
  1.1 选题背景及意义  10-11
  1.2 隔振  11-12
    1.2.1 隔振的分类  11
    1.2.2 隔振系统效果评价指标  11-12
  1.3 船舶动力装置振动控制技术的发展与研究现状  12-19
    1.3.1 船舶动力装置隔振技术发展的历史过程  12-15
    1.3.2 浮筏隔振技术的研究现状  15-19
  1.4 本论文研究内容及意义  19-21
    1.4.1 研究内容  19-20
    1.4.2 研究意义  20-21
第2章 有限元理论基础及ANSYS介绍  21-36
  2.1 有限元单元法  21-26
    2.1.1 有限元法概念及常用术语  21-22
    2.1.2 有限元法求解思路  22-24
    2.1.3 等参数单元  24-26
    2.1.4 等效节点载荷移置的计算  26
  2.2 结构动力学问题的有限元法  26-30
    2.2.1 结构的固有振动特性分析  27-28
    2.2.2 结构动力响应分析  28-30
  2.3 ANSYS软件介绍  30-36
    2.3.1 ANSYS11.0程序功能  30-32
    2.3.2 模态分析  32-34
    2.3.3 瞬态分析  34-36
第3章 弹性基础浮筏隔振系统的动力学建模及分析  36-47
  3.1 浮筏隔振系统动力学模型  36-37
  3.2 浮筏隔振系统有限元建模  37-39
  3.3 浮筏系统扰动力分析  39-41
  3.4 浮筏隔振系统隔振器安装位置研究  41-47
    3.4.1 隔振器布置方式不同的浮筏隔振系统模态研究  42-44
    3.4.2 隔振器布置方式不同的浮筏隔振系统隔振效果的研究  44-47
第4章 筏体动力学特性分析  47-61
  4.1 开孔形式不同的浮筏筏体分析  48-53
    4.1.1 筏体结构设计  48-50
    4.1.2 筏体的固有频率和主要振型  50-52
    4.1.3 结果分析  52-53
  4.2 筏体厚度不同的浮筏筏体分析  53-56
    4.2.1 筏体结构设计  53
    4.2.2 筏体的固有频率和主要振型  53-56
    4.2.3 结果分析  56
  4.3 筏体板开孔面积不同的筏体分析  56-61
    4.3.1 筏体结构设计  56-57
    4.3.2 筏体的固有频率和主要振型  57-59
    4.3.3 结果分析  59-61
第5章 浮筏隔振系统的振动传递特性实验分析  61-75
  5.1 浮筏隔振系统实验台搭建  61-62
  5.2 浮筏隔振系统的有限元分析  62-65
    5.2.1 浮筏隔振系统的模态分析  63-65
  5.3 浮筏隔振系统的实验研究  65-75
    5.3.1 浮筏隔振系统隔离振动传递特性的实验研究  65-71
    5.3.2 浮筏隔振系统的冲击隔离实验研究  71-75
第6章 结论与展望  75-77
  6.1 结论  75
  6.2 论文中存在的问题  75
  6.3 浮筏隔振系统研究的展望  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
研究生履历  82-83

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶原理 > 船舶结构力学 > 船舶振动
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