海洋工程管路減振降噪研究
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【摘要】:隨著經濟和社會的迅速發(fā)展,各國對能源的消耗越來越大,僅靠陸地資源已經很難滿足人類的需求,已將目光紛紛投向了廣闊的海洋。海洋資源開發(fā)力度不斷加大,海洋工程結構物需求也快速增長。其上工作人員對工作、休息、居住的舒適性要求提高、對健康的認識提高,海洋工程的減振降噪問題越來越受到重視。國際海事組織(IMO)和很多國家的組織機構均制定了非常嚴格的振動噪聲標準,新的IMO《船上噪聲等級規(guī)則修訂草案》(DE56)的已經強制執(zhí)行,對船舶和海洋工程的減振降噪提出更高的要求。管路作為海洋工程結構物的一個重要組成部分,同時也是噪聲輻射和振動傳遞的重要途徑,管路的減振降噪是海洋工程振動和噪聲控制的重要部分。阻振質量減振是一種剛性減振方法,其研究主要集中在板類構件。本文通過對不同規(guī)格的管道安裝不同阻振質量,建立物理實驗模型,測試和分析阻振質量在海洋工程管路結構中的一般性規(guī)律。參考板類構件安裝方鋼為阻振質量減振,理論分析了阻振質量在板類構件減振的原理;以彎曲波為管道振動波傳遞的主要波形,根據(jù)波動方程推導彎曲波的傳遞損失公式;建立不同規(guī)格管道安裝不同阻振質量的物理實驗模型,在管道一端用力錘敲擊產生振動,利用加速度傳感器拾振,分析了阻振質量對充氣管道和充液管道的減振效果。通過實驗測試和數(shù)據(jù)分析,得到了振動波沿管道傳遞特性,輸出端與輸入端測點進行對比得到振級差,對輸出端個別測點取平均值,得到平均振級差;計算分析管道有無阻振質量各測點的振級差,得到振級差隨阻振質量與單位長度管道質量比的變化關系;對測試各種工況進行1/3倍頻程分析,得到振動波在不同頻段的阻抑作用。研究結果表明,同一管道加阻振質量的質量越大,減振效果越好;不同規(guī)格管道加不同阻振質量,阻振質量與單位長度管道質量比越大,減振效果越好;阻振質量的慣性半徑相同,阻振質量與單位長度管道質量比越大,減振效果越好;阻振質量對于振動波中高頻有很好的阻抑作用,在低頻區(qū)域減振效果不明顯。分析結果對管道的減振降噪有一定的參考價值。阻振質量對充液管道的減振效果與充氣管道相比,振動波的傳遞損失規(guī)律基本相同:頻譜方面也是在中高頻段減振效果較好,對充液管道的減振有一定的參考價值。本文的研究結果對海洋工程管路的減振降噪有一定的參考價值。在鋪設管道時,可以適當采用法蘭連接代替焊接,以達到減振降噪的目的;還可以通過改變阻振質量的參數(shù),滿足減振降噪的要求。最后對阻振質量的減振降噪研究和應用前景進行展望,提出需要關注和解決的問題。
【關鍵詞】:海洋工程 管路 陰振質量 減振降噪 倍頻程
【學位授予單位】:中國海洋大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:P75;TB53
【目錄】:
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 1 緒論12-25
- 1.1 研究背景12-17
- 1.2 結構減振降噪方法17-20
- 1.2.1 結構整體振動控制17-19
- 1.2.2 結構局部振動控制19-20
- 1.3 阻振質量和管路結構減振降噪研究20-23
- 1.3.1 阻振質量的研究現(xiàn)狀20-21
- 1.3.2 管道結構減振降噪研究21-22
- 1.3.3 阻振質量在管道結構減振降噪中的應用22-23
- 1.4 本文的研究內容23-25
- 2 減振降噪的理論分析和實驗技術25-37
- 2.1 阻振質量的減振原理25-29
- 2.2 管道阻振質量減振的基礎理論29-31
- 2.3 振動測試實驗技術31-32
- 2.3.1 振動信號分類及測試方法31-32
- 2.3.2 振動測試的激勵方式32
- 2.4 實驗裝置及方法32-35
- 2.4.1 實驗儀器及分類32-33
- 2.4.2 實驗模型的選取和實驗過程33-35
- 2.5 本章小結35-37
- 3 充氣管路結構安裝阻振質量的減振規(guī)律研究37-55
- 3.1 同一管道安裝不同阻振質量減振效果研究37-45
- 3.1.1 壁厚3mm管道加五種阻振質量實驗研究37-40
- 3.1.2 壁厚4.5mm管道加五種阻振質量實驗研究40-42
- 3.1.3 壁厚6mm管道加五種阻振質量實驗研究42-45
- 3.2 相同半徑、不同質量的阻振質量對管道的減振效果研究45-46
- 3.3 1/3倍頻程分析46-54
- 3.4 本章小結54-55
- 4 輸水管路結構安裝阻振質量的減振規(guī)律研究55-72
- 4.1 同一管道安裝不同阻振質量的減振效果研究55-62
- 4.1.1 壁厚3mm管道加五種阻振質量的實驗研究55-57
- 4.1.2 壁厚4.5mm管道加五種阻振質量的實驗研究57-59
- 4.1.3 壁厚6m管道加五種阻振質量的實驗研究59-62
- 4.2 相同半徑、不同質量的阻振質量對管道的減振效果研究62-63
- 4.3 1/3倍頻程分析63-70
- 4.4 本章小結70-72
- 5 結論與展望72-74
- 5.1 結論72-73
- 5.2 展望73-74
- 參考文獻74-78
- 致謝78-79
- 個人簡歷79
- 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文巧況79
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