收藏本站
《中国舰船研究院》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空间桁架浮筏声学设计方法及降噪特性研究

张峰  
【摘要】:本文围绕浮筏隔振系统与圆柱壳体内部结构多点相互作用及振动传递问题,开展了浮筏系统隔振计算建模以及新型空间桁架浮筏设计研究,建立了浮筏系统耦合振动传递计算方法以及桁架浮筏声学设计模型,发展了空间浮筏,提出了浮筏系统引起的圆柱壳体声辐射近似预报方法,为以辐射噪声作为浮筏系统设计的量化指标基础提供了依据,具有明确的工程应用背景和实用价值。主要研究内容如下: 针对设备→上层隔振器→筏架→下层隔振器→基座等子结构串并联耦合组成的多输入多输出浮筏系统,采用矢量四端网络参数法,建立了浮筏系统振动传递计算方法,为复杂空间浮筏振动传递及隔振效果评估提供了一种技术途径。研究表明:16~1000Hz频率范围内,浮筏各层面振动加速度谱级计算与试验值吻合较好,偏差小于5dB;采用基座输入机械阻抗修正设备振动自由速度测量结果,低频计算误差减小到3dB。分析结果还表明:筏架低频振动传递存在放大现象,影响浮筏系统低频隔振性能;采用功率流落差表征浮筏隔振性能,其值小于加速度振级落差10dB左右。 计算分析了简单桁架与等质梁的振动传递特性,揭示了桁架结构波型转换、带隙滤波等新隔振机理。结果表明:桁架低频振动刚度大于等质梁;高频结构内出现弯曲波、扭转波和纵波耦合传递,不同波型经由接头发生散射,激励方向振动能量减小。在此基础上,设计一套“摇篮”式桁架浮筏,将平置式浮筏发展为空间浮筏。采用电磁激振机和水泵激励,测量浮筏系统各层面振动响应。计算与试验结果表明:“摇篮”式桁架浮筏比平置式板架浮筏隔振性能提高3~9dB,且桁架筏架改善了200~400Hz振动传递放大特性。研究发现,随着浮筏隔振性能提高,设备空气噪声对基座振动的影响不可忽略。 针对空间浮筏安装,提出一种高阻抗“月牙”型基座模型,基座沿壳体周向布置,减小了其对壳体径向激励和弯矩作用,计算结果表明:与相近质量的板架基座相比,“月牙”基座表面输入阻抗提高12.6dB,隔振性能增加9dB。当基座阻抗大于上端隔振器阻抗10倍以上时,基座表面输入作用力不随基座阻抗增加而进一步减小。 发展建立由圆柱壳内机械振动传递到外场声辐射计算方法,可由壳体耦合振动响应计算结果以及圆柱壳与矩形平板辐射效率近似估算声辐射功率,将浮筏设计指标由隔振性能延伸到降噪效果。计算结果表明:桁架浮筏与“月牙”基座组合安装,对比板架浮筏与板架基座组合安装情况,壳体耦合振动减小7.6dB,辐射噪声降低6dB。桁架浮筏有利于采用空间安装方式,增加一倍安装点后,壳体耦合振动减小4.7dB,辐射噪声降低5.8dB。
【学位授予单位】:中国舰船研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB535;U662

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 方媛媛;肖英龙;张国红;李亚繁;戚朋哲;;舰船多机组设备减振特性研究[J];船海工程;2014年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 徐广徽;轮边驱动电动车平顺性和操稳性分析与控制研究[D];重庆大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张效慈,李国华,潘建强;船机共筏隔振系统传递功率流计算(英文)[J];船舶力学;2001年03期
2 吴文伟,吴崇健,沈顺根;双层加肋圆柱壳振动和声辐射研究[J];船舶力学;2002年01期
3 俞孟萨,黄国荣,伏同先;潜艇机械噪声控制技术的现状与发展概述[J];船舶力学;2003年04期
4 谢官模,李军向,罗斌,骆东平;环肋、舱壁和纵骨加强的无限长圆柱壳在水下的声辐射特性[J];船舶力学;2004年02期
5 邹元杰,赵德有;水下结构声固耦合振动的特征值计算[J];船舶力学;2004年02期
6 伍先俊,朱石坚;基于有限元的功率流计算及隔振系统优化设计技术研究[J];船舶力学;2005年04期
7 白振国;俞孟萨;;多层声学覆盖层复合的有限长弹性圆柱壳声辐射特性研究[J];船舶力学;2007年05期
8 张关根,郭乃林,李江翔;浮筏减振降噪技术在某型海洋测量船上的应用[J];船舶;2000年03期
9 温华兵,王国治,董忠;船舱浮筏系统的隔振性能及水下声辐射试验[J];船舶;2005年04期
10 孟青云;简单浮筏隔振系统隔振器的传递率特性分析[J];柴油机;2005年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐张明,沈荣瀛,华宏星;潜艇动力舱浮筏隔振参数对振动与声辐射的影响[J];船舶工程;2002年06期
2 吴晓光;石仲堃;;基于径向基函数神经网络的舰艇声呐部位自噪声预报[J];船舶工程;2006年03期
3 宋玉超;于洪亮;;分舱和充液对箱式主机滑油舱振动模态的影响[J];船舶工程;2009年02期
4 吴培荣;范军;;有限长双层加肋圆柱壳体的声辐射特性[J];船舶工程;2009年04期
5 徐张明,汪玉,华宏星,沈荣瀛;船舶结构的建模及水下振动和辐射噪声的FEM/BEM计算[J];船舶力学;2002年04期
6 邹春平,陈端石,华宏星;船舶水下辐射噪声特性研究[J];船舶力学;2004年01期
7 谢官模,李军向,罗斌,骆东平;环肋、舱壁和纵骨加强的无限长圆柱壳在水下的声辐射特性[J];船舶力学;2004年02期
8 陈美霞,骆东平,王祖华,郭华林,周锋;激励力对双层圆柱壳声辐射性能的影响[J];船舶力学;2005年02期
9 伍先俊;朱石坚;;组件功率流计算法和iSIGHT环境下隔振系统优化设计[J];船舶力学;2006年02期
10 严谨;李天匀;刘土光;张维衡;;流场中周期加肋圆柱壳受激振动的能量流输入特性[J];船舶力学;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张义;陈长征;;动力吸振器对浮筏隔振系统性能影响研究[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
2 张众;陈长征;;基于功率流的罗茨风机隔振系统位移量分析[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
3 徐治平;李军向;谢官模;;无限长加筋圆柱壳在水下的振动和声辐射特性[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
4 陈玉强;刘志刚;杨铁军;肖友洪;;柴油机振动液压伺服主动控制[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 付喜华;洪明;刘连海;;舰船加筋结构声辐射数值模拟方法研究[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
6 缪旭弘;罗斌;徐振宇;姚熊亮;;敷设去耦材料的双壳结构水下振动声辐射试验初步分析[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
7 艾海峰;陈志坚;孙谦;;利用FEM/IEM计算水下航行体纵向振动声辐射[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
8 黄其柏;余林波;张永波;曹剑;;双层浮筏隔振系统筏体结构与隔振特性的研究[A];湖北省声学学会成立二十周年纪念文集[C];2006年
9 林立;;浮筏隔振技术在舰船上的应用与发展[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年
10 贺云南;陈美霞;何琳;;有限长加筋双层圆柱壳低阶模态声辐射性能分析[A];第十届全国噪声与振动控制工程学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李凯;基于声强可视化的船舶结构声振能量特性研究[D];大连理工大学;2011年
2 袁丽芸;水中ACLD圆柱壳谐耦振的高精度方法及振动特性[D];华中科技大学;2011年
3 宋春生;柔性浮筏系统的磁悬浮主动隔振理论与控制技术研究[D];武汉理工大学;2011年
4 熊济时;舷侧阵声纳平台结构振动自噪声预报方法研究[D];中国舰船研究院;2011年
5 袁丽芸;水中ACLD圆柱壳谐耦振的高精度方法及其振动特性[D];华中科技大学;2011年
6 黄修长;舱筏隔振系统声学设计及优化、控制[D];上海交通大学;2011年
7 费朝阳;多激励系统隔振降噪功率流及振声能量耦合理论与应用[D];沈阳工业大学;2012年
8 钱斌;圆柱壳组合系统振动噪声的有效导纳功率流法研究[D];西北工业大学;2002年
9 杜静;摩托车虚拟样机技术的研究及应用[D];重庆大学;2004年
10 孙丽萍;能量有限元法研究及其应用[D];哈尔滨工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谭学者;水下低频隔声特性理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 郭博;壳间连接介质对双层壳声辐射性能的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李海霞;有限障板对矢量水听器测向的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨婧媛;水下结构声辐射的响应变异性分析及代理模型研究[D];大连理工大学;2010年
5 叶艳琴;柴油发电机组振动测试及有限元分析[D];南昌大学;2010年
6 武宇琼;水轮机导水机构双列叶栅流动数值模拟及振动特性分析[D];昆明理工大学;2010年
7 朱良;柔性浮筏系统隔振器参数与布置优化研究[D];武汉理工大学;2011年
8 杨本磊;船舶浮筏隔振系统振动特性分析[D];大连海事大学;2011年
9 陈风;结构振动隔振模型的研究[D];汕头大学;2011年
10 朱继清;基于能量流有限元的耦合结构振动传递特性分析[D];山东大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 温华兵,王国治,董忠;船舱浮筏系统的隔振性能及水下声辐射试验[J];船舶;2005年04期
2 王立颖;;电动汽车的关键技术及发展前景[J];汽车工业研究;2009年08期
3 夏存良;宁国宝;;轮边驱动电动车大质量电动轮垂向振动负效应主动控制[J];中国工程机械学报;2006年01期
4 张晓鹏;宁国宝;;轮边驱动系统对车辆垂向性能影响研究[J];北京汽车;2006年06期
5 王国治;仇远旺;胡玉超;;激励载荷的模拟与舰船机械噪声预报[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2011年04期
6 雷凌云,顾仲权,鲁民月;直升机结构响应的多输入多输出混合控制(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2003年03期
7 靳立强,王庆年,宋传学;四轮独立驱动电动汽车动力学控制系统仿真[J];吉林大学学报(工学版);2004年04期
8 靳立强;王庆年;宋传学;;电动轮驱动汽车动力学仿真模型及试验验证[J];吉林大学学报(工学版);2007年04期
9 李威;杨臻;;路面不平度对车辆行驶动力学模型的简化研究[J];机械管理开发;2008年05期
10 陈士安;何仁;陆森林;;汽车平顺性评价体系[J];江苏大学学报(自然科学版);2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 杨艳;无轴承开关磁阻电机振动分析与抑制的基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 费朝阳;多激励系统隔振降噪功率流及振声能量耦合理论与应用[D];沈阳工业大学;2012年
3 卢少波;汽车底盘关键子系统及其综合控制策略研究[D];重庆大学;2009年
4 张孝良;理想天棚阻尼的被动实现及其在车辆悬架中的应用[D];江苏大学;2012年
5 韩旭;车辆系统振动传递路径分析与结构声辐射控制研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘汉辉;基于主动悬架的汽车侧向稳定性研究[D];西华大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王国治,李良碧;船舶浮筏装置结构非刚性影响的试验研究[J];船舶工程;2000年06期
2 何元安,杨德森;水下结构辐射噪声估算方法实验研究[J];船舶力学;1999年02期
3 张效慈,李国华,潘建强;船机共筏隔振系统传递功率流计算(英文)[J];船舶力学;2001年03期
4 吴文伟,吴崇健,沈顺根;双层加肋圆柱壳振动和声辐射研究[J];船舶力学;2002年01期
5 徐张明,汪玉,华宏星,沈荣瀛;船舶结构的建模及水下振动和辐射噪声的FEM/BEM计算[J];船舶力学;2002年04期
6 俞孟萨,叶剑平,吴有生,吕世金;船舶声呐部位自噪声的预报方法及其控制技术[J];船舶力学;2002年05期
7 沈惠明,赵德有,罗志雍;流固耦合振动问题的特征值解法[J];大连理工大学学报;1990年03期
8 时胜国,杨德森,何元安;水下结构辐射噪声工程估算方法研究[J];哈尔滨工程大学学报;2002年01期
9 汤智胤,何琳;基于径向基神经网络的水下振动物体辐射噪声级别分类研究[J];海军工程大学学报;2005年04期
10 魏汝祥,齐欢,孙运河;基于支持向量机的武器系统研制项目评估分析[J];海军工程大学学报;2005年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黎胜;水下结构声辐射和声传输的数值分析及主动控制模拟研究[D];大连理工大学;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026