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船用高静低动隔振器的研究

王岩  
【摘要】:高静低动隔振技术是近十几年来人们在设备制造生产运输等过程中对低频隔振的要求不断提高中研究出的一项新兴的低频非线性隔振技术,具备良好的低频隔振性能和优点。高静低动隔振系统具有多样的结构,区别主要在于负刚度元件的设计,在结构、材料、组合方式等方面多有不同。本文主要研究船用高静低动隔振器,以屈曲圆板为负刚度,主要工作内容如下:1.分析了振动引起的船舶噪声对船舶的影响,介绍了船舶噪声的主要噪声源,引出船舶减振降噪的重要性与必要性,结合船舶环境空间的有限性和减振降噪的主要手段,主要介绍常见的几种船舶隔振形式,并引出高静低动隔振技术研究现状,然后基于高静低动原理提出以屈曲圆板为负刚度机构的船用高静低动隔振器。2.阐述了高静低动刚度(High-Static-Low-Dynamic Stiffness)隔振技术的原理,并针对船舶空间的局限性和复杂性以及低频隔振问题,设计出体积小和结构简单的隔振器,结合HSLDS在低频隔振的有效性提出了结构简单并且拥有一定承载能力的船用高静低动隔振器。设计船用高静低动隔振器三维模型,并对其进行简化建模,对作为负刚度机构的屈曲圆板进行线性屈曲分析和非线性屈曲分析,对船用高静低动隔振器进行非线性屈曲分析,分析结果表明屈曲圆板具有负刚度特性,船用高静低动隔振器在静平衡位置附近具有准零刚度的效果。3.对船用高静低动隔振器进行动力学特性研究,得到传递率表达式,对在额定负载条件下的刚度比、阻尼比和激扰力对传递率的影响进行了分析研究;对在超载或欠载条件下的刚度比、阻尼比、激扰力和偏移量对传递率的影响进行了分析研究,结果表明,在超载或欠载条件下,激扰力会使隔振器的表现更为复杂,偏移量的变化可能会导致隔振系统不稳定,而增大刚度比、减小阻尼比,可以提高低频隔振效果。4.首先对船用高静低动隔振器进行了静力实验分析,验证了其具有准零刚度静态特性。再对其进行了振动传递率实验分析,实验结果表明隔振器具有一定的低频隔振性能,在实验过程中,通过对船用高静低动隔振器进行正反扫频还验证了跳跃现象。


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