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基于弹性基础的隔振系统设计方法研究

谷尧颖  
【摘要】: 在潜艇低速航行时,潜艇噪声主要来自于潜艇内部的主、辅机和轴系的运转噪声,约占总辐射噪声级的70%。浮筏隔振系统是现代潜艇中广泛使用的机械噪声隔振装置。浮筏隔振利用隔振器的刚度和中间质量的设计来抑制和衰减振动波的传递,从而获得良好的隔振效果。但由于基座的非刚性且壳体固有频率较低,基座的固有频率依然会被激发出,并引起壳体的共振,从而会影响部分频率段的隔振效果。本文基于此提出了在基础与下层隔振器间增加阻抗变换器,改变所需控制频率段从力激励点到基座连接点的传递特性,使系统中与激励频率相近且与舱段壳体振动相关固有频率与机组激励频率错开。 本文使用四端参数法对考虑基座非刚性的双层隔振系统进行建模以及数值仿真,并研究在双层隔振系统中单质量—弹簧—阻尼结构表征的阻抗变换器、多个频率相近的质量—弹簧—阻尼结构表征的阻抗变换器、板—杆结构表征的阻抗变换器以及使用弹簧振子建模的周期性结构阻抗变换器对隔振系统传递特性的影响。并在此基础上研究了m-c-k结构阻抗变换器各参数对系统传递特性改变的影响。同时使用了基于灵敏度分析的遗传优化算法,分别以控制频率段内的功率流和力传递率之和为目标函数得到了阻抗变换器各参数的优化结果。为浮筏系统中弹性基础的参数设计提供了理论依据。 在得到阻抗变换器在双层隔振系统中对系统传递特性影响的基础上,本文使用频响函数综合法对复杂浮筏系统进行建模和数值仿真。研究了双机组复杂浮筏系统中的功率流传递特性以及m-c-k阻抗变换器在复杂浮筏系统中对功率流传递特性的影响,并使用VC++编写了应用程序。在本文最后章节亦实验验证了频响函数综合法对浮筏系统建模的适用性。


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