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求很高,故在设计中对柴油发电机组采用了浮筏隔振技术。由于在设计中采用了浮筏隔振技术,对总体设计、系统设备总体布置、航行时的居住性、水声设备的等工作的可靠性等起到了良好作用。有效的降低了船体的自噪声,大大提高了测量船测量的精确度。这是我国第一个舰船浮筏装置。从“八五”预研课题研究成果到该船的实际应用,表明我国在浮筏技术领域己经取得了阶段性的成果【引。文献[9]介绍了对某型号的测量船上使用了隔振系统对其主要振动噪声源的治理状况。全文不仅介绍了浮筏系统的力学模型、主机隔振方案、辅机舱柴油发电机组的浮筏隔振装置,最后还通过实船测量并进行结果分析,是一个比较完整的浮筏隔振装置工程应用实例。文献[io]介绍了一艘海洋测量船上浮筏技术应用的情况,包括联合配机试验情况、主动力推进系统隔振技术,换能器舱室阻尼处理、和舰船总体减振技术等方面的讨论。论文从不同于文献[8]的角度对海洋测量船进行了分析。在漓江豪华游艇上,将两台柴油发电机组进行了浮筏隔振处理。实船测量结果表:..华中科技大学硕士学位论文明:,在对管路系统固定方式改进以后,振级落差提高了6dB,。同时,由于主要振源得到了控制,相邻舱室的空气噪声也下降了。1997年3月23日国内同行专家对此船鉴定结论是:在性能上达到了国际先进水平,在国内属首创和领先水平。如果能进一步采用良好性能的软管,整个系统将会获得更好的隔振效果。此外,“九五”期间,为了评定浮筏系统的隔振效果,在理论研究方面进行了浮筏系统的响应计算工作,开展了结构参数灵敏度分析等研究,目的是寻找到最优的影响浮筏系统动力学性能的主要结构参数,最终达到以理论指导实际设计的最终目的。,但国内船舶界对浮筏隔振系统有更直观、更统一的感性认识,始于877艇的引进,此前,虽说美、苏、英等国潜艇上早己应用,但相关资料却难见踪影。有实质性研究内容的文章更难得一见。下面是国内在浮筏系统工程方面应用的文章的概要介绍:文献[4],文献[5],文献[6]详细的介绍了国外一些军用、民用的一些典型工程实例。文献[s]-文献[i3]介绍了“八五”期间,我国在一些型号的测量船、游览船以及很多军民用工程中上使用浮筏隔振系统的相关情况。文献[9]对一海洋测量船浮筏隔振系统相关的设计论证、实船应用及检测结果进行了介绍,文中对隔振系统给出了简图,对于直观的理解浮筏装置的安装、布置、实船应用很有帮助。文献[11]介绍了新颖低频低噪电力推进游览船,即“阳江三号”上的我国第一台双机组浮筏双层隔振装置的原理和隔振性能。文献[12]对浮筏隔振技术在舰船上的应用与发展进行了系统的总结,介绍了浮筏装置的组成、分类,以及浮筏技术的研究现状和发展方向。文献[13]介绍了新的潜艇水下发射导弹试验用通信浮筏系统及其海上试验情况,总结了系统研制的关键技术的方法。“八五”期间,国内的研究工作如前所述,主要围绕着浮筏系统的动力学建模、固有特性分析、响应特性分析等结构动力学研究的基本问题展开。以下大部分文献6:..华中科技大学硕士学位论文介绍了这方面情况。文献【7】给出了浮筏装置的动力学固有特性及响应特性的理论和实验分析方法,并对今后浮筏技术的发展方向进行了探讨。文献【14】介绍了几种浮筏装置的动力学建模方法,包括多刚体动力学法、有限元法、阻抗综合法、模态阻抗综合法以及四端参数的传递矩阵法,指出了它们各自的特点、应用背景、适用范围以及适应性和局限性,最后提出了工程中建模分析的原则。文献【15】通过理论推导得到了质量块之间或质量块和基础之间有六个自由度的多层隔振系统的运动微分方程组。该方程组不仅能适于浮筏装置的分析,还可用于动力机械设备、精密机械的多层隔振分析。文献[161从基于有限元的弹性体模型出发,对隔振系统多种方案进行了模拟激励下的响应分析和船模验证,通过灵敏度分析得到了振动传递率与各影响参数间关系。文献[17】着重阐述了状态空间法的理论基础、计算方法和特点,并对一个实际浮筏隔振系统进行了动态响应的计算,求出了在正弦激振力作用下的响应,也计算了在受到复杂冲击激励作用下的响应。最后,文章比较了用振型叠加法、Newmark数值积分法、状态空间法的计算结果,证明了此方法完全可行。这种方法仅对质量矩阵【M】必须可逆,无其它特别的要求。这解决了模态叠加法在激励力比较复杂时,积分求解的困难,也弥补了直接积分法稳定性比较复杂的不足。文献【18】从浮筏隔振系统的定义出发,运用状态方程法,通过参数设计,模拟了浮筏隔振系统的运行基理,验证了浮筏系统的独特性能。全文有效的验证了浮筏隔振系统的三种效应,即“质量效应”、“调谐效应”、“混抵效应”,初步证明了合理运用这些效应对提高浮筏系统的隔振性能的重大意义。文献[191介绍了一种频率响应函数灵敏度分析计算的新方法。该方法运用两次模态叠加法,求得系统在所要求激励点和响应点之间的频响函数对给定参数的灵敏度。因其参数可以属于某个单元也可以属于一组单元或整个模型,为以响应为目标控制的浮筏系统提供了优化的振动控制基础。全文应用有限元方法,在动态分析的基础上,对上下层隔振器的刚度,中间筏架的刚度、质量和机组质量作了频率响应灵敏度分析。实例计算得出了一些有益的结论。7:..华中科技大学硕士学位论文T浮筏隔振系统的振子力文献【20】对浮筏隔振系统进行了统计分析。该文献建,-'r学模型,研究了稳态激励下浮筏隔振系统的振动响应和振动功率流统计特性,并通过数值分析方法分析了筏架和隔振器参数改变对传递到基础结构功率流的影响。分析的结论与采用导纳分析方法、传统的隔振理论分析结果相一致。分析中将基础结构看成具有质量、刚度有阻尼的振子,所以它分析的结果更接近实际状况;同时,利用振子力学模型来分析隔振系统动力特性和功率流传输特性,解析表达式更为简捷直观,可以为浮筏系统设计提供参考。文献【2l】研究了数值积分法在减振浮筏振动响应中的应用,通过对比模态叠加法,发现结果完全一致,还可以弥补振型叠加法的不足。文章还分析了不同阻尼对系统响应的影响,阐明了“激波”现象的影响。文献[22】、【23】研究了浮筏这种复杂混合动力系统的一种新的建模方法一超单元法。该方法首先对浮筏中弹性体有限元模型进行降阶,建立起超单元,然后把它们组装到总体计算的模型中去,这样,不仅能很好地保留原模型在中、低频段内的动态特性,还大大降低了原模型的规模。最后文章用算例表明,这种方法在工程上应用精度能得到保证,并且计算的代价减小了很多,是一种有效的浮筏隔振装置建模方法。文献【24】运用有限元超单元模型对浮筏隔振系统进行了分析,研究了浮筏中间筏架质量、刚度、结构阻尼和中间装置阻尼器的阻尼等因素对浮筏隔振性能的影响。文献【25】运用结构中弹性波传递的波分析方法,得到了铁摩辛柯梁的动态刚度矩阵,从而可以用简单梁单元对具有复杂结构的浮筏隔振系统进行有限元分析。对于梁式浮筏,由于考虑了梁转动惯量和剪切变形的影响,从而能精确求取浮筏隔振系统低频至高频的动态响应。文献【26】、【27]利用格林函数对由约束阻尼梁构成的浮筏隔振系统进行了研究,计算了由激励传递到基础中的功率流,同时讨论了几个重要的结构参数对输入功率流的影响。由于从能量的角度同时计入了激励和速度这两个矢量,这样处理可以减少振动能量传递及控制能量在基础中的传播,有利于寻求合理的减振降噪措施。传统研究减振就是用传递率的概念【28J,从能量角度同时计及激励和速度两个矢量来研究减振效果是较为全面的方法。White引入了功率流的概念1291,研究了机器隔振8:..华中科技大学硕士学位论文系统的功率流,并提出了用输入结构功率流和在结构内传递功率流均为最小的概念作为衡量隔振效果的基本标准口叭。文献【31】分别对基础为无限弹性梁和单层和双层隔振系统分别进行了功率流的研究,文N[32]N此作了进一步的理论和实验分析。随着功率流理论的发展,功率流测试方法也有了很大发展。,这种方法后来在工程中得到了应用哪J。文献[34】介绍了复杂隔振系统子结构分析方法在隔振功率流分析计算中的应用,给出了系统的子结构分析方法在系统功率流分析计算中,系统简化的一般方法,并结合实例进行了分析计算。文献【35】研究了浮筏弹性对复杂隔振系统振动传递特性的影响。文献用功率流方法,从子结构导纳入手,采用矩阵分析方法给出了计算对象有关的功率流计算公式,对弹性浮筏隔振系统和刚性浮筏隔振系统的功率流传递特点和差别进行了详细地分析和比较。文献【36】导出了弹性筏体传递功率流的表达式,从振动能量传输角度研究了功率流传递影响的几种结构因素(机组质量、筏架阻尼和各方向的力、力矩),给出了浮筏设计中结构参数选择的一般原则。文献【37】建立了多扰动连续隔振浮筏系统的动力学模型,推导了此类复杂耦合系统动态特性方程及功率流表达式,从能量的观点揭示了浮筏系统的隔振基理,最后编制软件进行了计算分析,研究了一些结构参数对隔振性能的影响。文献【38】介绍了一种功率流灵敏度分析方法,可以求得系统在所要求的激励点和基础响应点之间的功率流对给定参数的灵敏度。为浮筏设计提供了有用的信息。,关于浮筏隔振性能的研究己得到了广泛的开展,但是在冲击方面的研究还相对较少,理论和计算方法都不多。但毕竟对浮筏装置进行评价时,抗冲击性能同隔振性能是一样重要的,这是由浮筏装置的工作环境决定的。在马岛海战后,西方各国对海军舰艇冲击标准己有数次大幅度地提高。不仅是对现役各种舰艇的机电设备、各种管道系统及其连接件的抗冲击性能重新评估,而且对9:..华中科技大学硕士学位论文大量机电设备的隔振与抗冲击原件进行了更新。与此同时,我国工程界对冲击隔离和冲击计算方面也得到了长足的发展。参照德国海军冲击标准BVD43/73的冲击标准,我国己有了自己的冲击计算方法和程序,己实际应用到了国内最新设计和制造的舰船轮机设备的抗冲击设计中。另外,参照新修改的BV04/85冲击标准,我们正在研究开发非线性刚度隔冲系统和各种冲击载荷谱的隔冲计算、元件选配及响应评价的计算模型和响应程序。文献【39】对船舶浮筏装置的抗基础冲击特性进行了理论分析与试验研究,在建立隔振装置力学模型的基础上,推导了隔振机组的冲击加速度以及隔振器变形量的表达式,计算得到与频率比及质量比的关系,,通过船舶浮筏模型试验,研究了浮筏隔振装置对于船体基座冲击的响应,讨论了影响冲击隔离的因素。文献【40】建立了多层隔振系统多向冲击响应计算模型,给出了系统刚度矩阵总体坐标描述与局部坐标描述之间的变换公式,从而提出了适用于多刚体振动系统在多向冲击激励下求解系统响应的时域算法,导出了有关的计算公式,多刚体振动系统多向冲击响应时域计算法,导出了有关的计算公式,这种计算方法对于航空、航天、车辆、船舶、抗震建筑,包装运输等工业部门的抗冲击分析研究、冲击隔离设计都具有重要意义。文献【41】提出了冲击谱概念,随后这种方法被广泛应用于单自由度系统冲击谱的冲击试验和冲击隔离设计中,单自由度系统在各种冲击波激励下的冲击谱(主要指无阻尼系统)已有标准化无量纲图谱。文献【42】得至lJT"多刚体振动系统在总体坐标系描述下的力学模型,找到了微分方程运动变量与系统广义坐标向量之间的一个重要的变换公式(LG变换),提出了在总体坐标系下多刚体振动系统振型的物理意义,导出了该系统的振动分析有关计算公式,并且首次在基础多向冲击激励输入情况下,求得了系统的冲击响应,最后给出一个计算实例。文献【43】应用模态分析和概率统计理论,提出了多自由度系统冲击谱的近似计算方法,导出了剩余响应的一个重要关系式,引入了激励因子的概念,简化了多自由度lO:..华中科技大学硕士学位论文系统冲击谱的求解,并将该方法用于减振浮筏系统工程实例中。【44】介绍了一些用于舰船设备和浮筏使用的双U型抗冲击隔振器。理论和实验分析结果吻合得很好,证明了它符合舰船使用要求。文献【45】计算了船体梁在水下爆炸二次脉动压力下的响应特性。分析了浮筏上装置设备在这样环境下的减振抗冲性能。文献【46】对多层隔振系统的稳定性进行了分析,给出了相应的计算方法和通用程序,并用船用浮筏隔振系统实例进行了验证。文献【47】结合一浮筏隔振装置和高层建筑实例,研究了动力压缩方法在粘性阻尼振动系统的缩减模型中的应用。文献[48】对多维隔振器在宽频带内受到摇摆力或力矩时的运动合成公式,阐明了考虑剪切变形和转动惯量的场合及必要性,同时讨论了隔振器各参数对隔振的影响。文献【49】研究了主动多层隔振系统在隔离低频振动噪声时的一些必须考虑的因素。通过实例表明,三层隔振在水平和垂直方向都可以降低至少70dB。文献[501用混合扩展法分析了一浮筏系统的模型更新和优化设计。据频率响应校正分析,使用频率灵敏度,更新了浮筏系统的有限元模型。最后一种Bayesian型的评价法优化了此浮筏装置的传输性能。文献【51】用动力缩减法研究了一浮筏隔振系统,证明了该方法的收敛性及其在计算过程中的优越性。该文把缩减法的应用扩展到了阻尼系统。文献【52】研究了Dynamicsuperelementmodeling方法在混合动力系统中的有效性,并对一浮筏隔振系统进行了计算。运用此方法得到的缩减模型虽然小,但己能得出中低频的动态特性。。大幅度提高隔振效果。本文主要针对某型号潜艇某舱室的浮筏系统进行系统研究,设计并验:..华中科技大学硕士学位论文==