采用有限元法對新型桁架箱體浮筏系統(tǒng)在3種不同隔振器配置方案下的靜強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度及隔振效果進(jìn)行分析。結(jié)果表明,在靜力狀態(tài)下,隨著隔振器總靜剛度的增加,浮筏的下層隔振器變形量和最大位移逐漸減小。在沖擊環(huán)境下,下層隔振器的形變量因阻尼作用隨時間產(chǎn)生周期性衰減,隔振器總沖擊剛度及個數(shù)和布置形式都會影響浮筏的抗沖擊效果。在隔振效果上,較小的動剛度的隔振器具有更好的隔振效果。 

【文章來源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

浮筏系統(tǒng)隔振器布置示意圖Fig.1Arrangementofvibrationisolatorforfloatingraftsystem

大位移/mm10.919.897.53縱傾15°筏架下層隔振器變形值/mm8.717.105.43筏架最大應(yīng)力/MPa30.0328.1631.25筏架最大位移/mm10.218.727.023抗沖擊效果分析本文沖擊環(huán)境基于GJB1060.1-91中沖擊設(shè)計輸入，參考德國BV043-85標(biāo)準(zhǔn)將浮筏系統(tǒng)的設(shè)計沖擊響應(yīng)關(guān)于頻率的沖擊譜等效轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的沖擊載荷-時間變化曲線[12–13]。已知浮筏系統(tǒng)總質(zhì)量為33.63t，設(shè)備抗沖擊能力設(shè)計為A級，浮筏安裝在艇體基座上，安裝形式為彈性安裝。設(shè)計的浮筏系統(tǒng)的垂向沖擊載荷輸入如圖2所示。圖2浮筏系統(tǒng)垂向沖擊加速度時域曲線Fig.2Time-domaincurveofverticalimpactaccelerationoffloatingraftsystem計算浮筏的抗沖擊效果時，采用瞬態(tài)動力學(xué)顯式分析的方法，將加速度沖擊波曲線作為動載荷施加到浮筏系統(tǒng)上直接計算浮筏系統(tǒng)在沖擊荷載下的動態(tài)響應(yīng)。計算時，將隔振器剛度統(tǒng)一設(shè)置為沖擊剛度，沖擊計算時間為1s。由于浮筏是通過隔振器與船體相連接。沖擊載荷通過船體作用于整個系統(tǒng)，因此，將沖擊載荷加于筏架下層隔振器的底端和側(cè)向隔振器的外端。筏架結(jié)構(gòu)在沖擊的作用下，隔振器由于阻尼的原因會反復(fù)震蕩衰減，沖擊能量逐漸耗散，如圖3所示。由于垂向沖擊，筏架下層隔振器的垂向變形量遠(yuǎn)·32·艦船科學(xué)技術(shù)第42卷

于其他2個方向，變形量因阻尼的作用呈現(xiàn)明顯的周期性變化，且振幅逐步衰減。桁架箱體浮筏不僅承載了設(shè)備，還作為人員活動艙室，保護(hù)設(shè)備和人員的安全，其上、下面板的峰值加速度須小于人體的承載極限（約為12g）。方案3的筏架結(jié)構(gòu)上、下面板加速度如圖4所示。由于設(shè)備和人員的存在，筏架又非剛體結(jié)構(gòu)，所以在沖擊作用下，筏架上、下面板的加速度并不是處處相等的。且此時上、下面板的峰值加速度值約為13.25g，大于人體承載極限（約12g），表明方案3配置下的浮筏系統(tǒng)抗沖擊性能較差。圖3垂向沖擊作用下下層隔振器變形量隨時間衰減曲線（方案3）Fig.3Attenuationcurveofdeformationoflower-layerisolatorwithtimeunderverticalimpact（Scheme3）圖4垂向沖擊作用下筏架上、下面板加速度云圖（方案3）Fig.4Accelerationcloudsoftheupperandlowerpanelsoftheraftunderverticalimpact（Scheme3）沖擊作用下的結(jié)果如表6所示。3種方案下的應(yīng)力的最大值為103.3MPa，小于材料的許用極限。不同方案下層隔振器的最大變形量為19.40mm，根據(jù)表3數(shù)據(jù)可知，當(dāng)下層隔振器形變量不超過30mm時，下層隔振器的形變量均在線性范圍內(nèi)。由此可計算出，3種方案對應(yīng)的沖擊總剛度分別為50400N/mm，46000N/mm和55200N/mm。由于方案2和方案3的隔振器個數(shù)和布置形式相同，其中方案3沖擊總剛度較大，從而造成方案3的隔振器的變形量及筏架的最大位移較小，筏架的最大應(yīng)力及上、下面板的峰值加速度較大。對比方案1和方案2的結(jié)果，筏架最大位移和隔振器變形量的變化與沖擊總剛度變化并不完全一致，原因是方案1使用了較多的隔振器

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3242758