艦船減速器箱體及其基座的減振技術研究.pdf

1、作為艦船重要的動力傳動裝置,減速器的振動對艦船的隱身性能有著關鍵的影響。在傳動齒輪和軸的激勵下,減速器箱體向外輻射噪聲的同時通過基座向船體傳遞振動,控制減速器箱體的振動可減小減速器箱體噪聲和傳入基座的振動能量,而基座的減振設計可減小傳入船體的振動,從而減小因減速器的振動引起的船體振動,提高艦船的隱身性能。減速器箱體結(jié)構(gòu)主要由薄板和薄殼組成,在其表面敷設約束阻尼可有效控制箱體的振動,本文通過研究約束阻尼的優(yōu)化設計,設計減速器箱體約束阻尼結(jié)

2、構(gòu),從振動傳播途徑控制結(jié)構(gòu)的振動傳遞。艦船減速器基座的平板連接形成十字型、T型和 L型接頭等典型連接結(jié)構(gòu),這些接頭均對振動有阻抑效果,將方鋼布設在典型連接結(jié)構(gòu)的平板上或接頭處,可進一步提高對振動的阻抑性能,本文針對典型連接和方鋼減振特點,采用波動法計算典型連接結(jié)構(gòu)和方鋼平板結(jié)構(gòu)的振動響應,分析平板和方鋼設計參數(shù)對振動的影響,設計減振基座。
　　建立了約束阻尼板優(yōu)化設計數(shù)學模型,優(yōu)化約束阻尼設計參數(shù),實驗驗研究了約束阻尼結(jié)構(gòu)的振動特

3、性。由能量法和拉格朗日法建立約束阻尼結(jié)構(gòu)的運動方程,利用模態(tài)疊加法計算結(jié)構(gòu)的特征值和振動響應,以模態(tài)損耗因子或振動動能為優(yōu)化目標,采用遺傳算法對約束阻尼的厚度、粘貼位置和材料屬性進行優(yōu)化設計。設計了約束阻尼實驗系統(tǒng),測試恒溫下約束阻尼結(jié)構(gòu)的振動響應,分析了結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性,對考慮阻尼材料頻變特性的有限元模型進行了驗證,進一步實驗研究了約束阻尼厚度和溫度等參數(shù)對阻尼性能的影響。
　　基于薄板理論,利用波動方法推導了典型連接結(jié)構(gòu)在集中外

4、載荷作用下的振動響應計算公式,研究艦船基座中十字型、T型和 L型接頭等典型連接及其組合結(jié)構(gòu)的振動特性。分別以平板的振動位移和動能為評價指標分析源板和接受板的長度和厚度等參數(shù)對各平板振動響應的影響,對比分析了單接頭結(jié)構(gòu)及其組合結(jié)構(gòu)的振動阻抑特性。
　　基于 Kirchhoff板和 Euler梁理論建立了板-梁耦合運動方程,利用波動方法研究方鋼對單個平板和多板連接結(jié)構(gòu)的減振效果。分析方鋼位于平板連接結(jié)構(gòu)的非接頭處和接頭處時,方鋼截面形

5、狀、截面尺寸、布設位置及方鋼個數(shù)等參數(shù)對基座典型連接結(jié)構(gòu)減振效果的影響。
　　根據(jù)約束阻尼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究,設計了減速器箱體約束阻尼結(jié)構(gòu);根據(jù)典型連接結(jié)構(gòu)的振動特性及方鋼減振性能研究,設計了減速器減振基座,利用有限元法對減速器箱體約束阻尼結(jié)構(gòu)和減振基座的減振效果進行分析。結(jié)果表明,設計的減速器箱體約束阻尼結(jié)構(gòu)可有效降低箱體的振動響應,整體振動減小到原設計結(jié)構(gòu)的30％～50%;減振基座減小了減速器傳遞到內(nèi)底上的振動,中高頻的減振效果