【摘要】：艦船運(yùn)行過(guò)程中齒輪箱內(nèi)輪齒之間的撞擊產(chǎn)生很大的振動(dòng)和噪聲,齒輪箱所產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)齒輪箱基座和艦船殼體向外傳播,引起船體向水下輻射噪聲,通過(guò)齒輪箱基座所傳播的振動(dòng)能量對(duì)艦船聲隱身性能產(chǎn)生重要影響,提高艦船齒輪箱基座的隔振性能是艦船聲隱身設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。艦船齒輪箱基座是由梁和平板組合而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu),齒輪箱基座固連在動(dòng)力艙內(nèi)底上,基座腹板與船艙內(nèi)底以及船殼軸板和肋板之間的相互連接形成典型的十字型、T型和L型平板連接結(jié)構(gòu),為有效隔離齒輪箱的振動(dòng)傳遞到船體上,在基座腹板上鋪設(shè)方鋼和敷設(shè)約束阻尼結(jié)構(gòu)。論文以梁板組合模型研究方鋼對(duì)典型平板連接結(jié)構(gòu)中振動(dòng)能量傳播的影響,可為艦船齒輪箱基座方鋼隔振設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。齒輪箱基座隔振方鋼根據(jù)基座結(jié)構(gòu)形成十字型、T型和L型方鋼連接結(jié)構(gòu),分析振動(dòng)能量在方鋼連接結(jié)構(gòu)中的傳播特性,為方鋼隔振設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。然而隔振方鋼無(wú)法將齒輪箱基座中的振動(dòng)能量消耗掉,為進(jìn)一步提高基座的隔振性能,在基座腹板上敷設(shè)阻尼結(jié)構(gòu),可以有效消耗通過(guò)基座的振動(dòng)能量,同時(shí)降低基座本身的振動(dòng),減小通過(guò)齒輪箱基座向外傳播的振動(dòng)能量,提高艦船聲隱身性能。齒輪箱基座振動(dòng)過(guò)程中,組成基座的平板既有彎曲振動(dòng)又有面內(nèi)振動(dòng)以及兩者的耦合振動(dòng),因此鋪設(shè)在基座腹板上的隔振方鋼同樣具有這樣的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)形式,腹板的面內(nèi)振動(dòng)引起隔振方鋼的軸向振動(dòng),因此分析梁軸向振動(dòng)以及橫截面剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)梁連接結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量傳播的影響,以及梁橫截面剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響隨梁橫截面高度以及激勵(lì)頻率的變化規(guī)律,為方鋼隔振設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。根據(jù)齒輪箱基座振動(dòng)特點(diǎn),研究面內(nèi)振動(dòng)對(duì)梁板組合結(jié)構(gòu)中振動(dòng)能量傳播的影響,以及面內(nèi)振動(dòng)對(duì)振動(dòng)能量的影響隨著梁與板橫截面幾何尺寸變化規(guī)律,同時(shí)研究梁和板橫截面剪切變形與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)梁板組合結(jié)構(gòu)中振動(dòng)能量傳播的影響,分析了梁鋪設(shè)位置、橫截面尺寸等參數(shù)對(duì)典型梁板組合結(jié)構(gòu)中振動(dòng)能量傳播的阻隔效果,為艦船齒輪箱方鋼隔振設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。研究阻尼在組成艦船殼體和齒輪箱基座梁板結(jié)構(gòu)中的減振效果,可以有效指導(dǎo)齒輪箱基座阻尼隔振方案設(shè)計(jì),首先分析阻尼梁減振特性,研究約束阻尼鋪設(shè)位置、以及約束阻尼結(jié)構(gòu)材料參數(shù)和幾何尺寸等參數(shù)對(duì)其減振效果的影響,通過(guò)與約束阻尼懸臂梁測(cè)試結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證阻尼梁理論分析結(jié)果及其在實(shí)際結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用效果。阻尼板是阻尼梁在結(jié)構(gòu)上的擴(kuò)展,分析局部阻尼片鋪設(shè)位置、傾斜角、幾何尺寸以及阻尼材料參數(shù)對(duì)阻尼板減振效果的影響,用來(lái)指導(dǎo)艦船齒輪箱基座阻尼隔振方案設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)阻尼懸臂板理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證理論分析結(jié)果及其在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用效果。根據(jù)理論分析結(jié)果提出艦船齒輪箱基座方鋼和阻尼隔振方案,并將該方案在齒輪箱基座上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,測(cè)試結(jié)果表明,齒輪箱基座腹板中部鋪設(shè)隔振方鋼后,實(shí)驗(yàn)臺(tái)加速度測(cè)點(diǎn)幅值比原結(jié)構(gòu)降低4d B以上,基座腹板敷設(shè)阻尼后,加速度測(cè)點(diǎn)幅值比原結(jié)構(gòu)下降9d B以上。將經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的方鋼和阻尼隔振方案應(yīng)用于某型艦船齒輪箱基座,結(jié)果表明,齒輪箱基座腹板中部鋪設(shè)方鋼后,加速度測(cè)點(diǎn)幅值比原結(jié)構(gòu)低5d B以上,腹板敷設(shè)約束阻尼后加速度測(cè)點(diǎn)幅值比原結(jié)構(gòu)低13dB以上。
【圖文】：

艦船動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)組成框圖Fig.1-1Blockdiagramofshippowertransformsystem

體及齒輪箱基座結(jié)構(gòu)是由平板按照一定規(guī)律和連接形式座腹板的隔振方鋼則是與基座結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的梁連接結(jié)構(gòu)成艦船齒輪箱基座的腹板與動(dòng)力艙內(nèi)底以及船殼軸板和、T型與十型等典型平板連接結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)在齒輪箱基座座形狀同樣形成L型、T型與十型等典型梁連接結(jié)構(gòu)，見(jiàn)連接結(jié)構(gòu)中的傳播特性，，可以揭示振動(dòng)能量在艦船結(jié)船結(jié)構(gòu)隔振設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。艦船動(dòng)力艙殼體結(jié)構(gòu)hip hull of power cabinb)艦船齒輪箱基座b) Pedestal of ship ge圖1-2艦船動(dòng)力艙殼體和齒輪箱基座結(jié)構(gòu)Fig. 1-2 Ship hull of power cabin and pedestal gear box structure
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U674.703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2624457