潛艇隔振降噪系統(tǒng)設(shè)計(jì)從早期的單層、單向的簡單隔振裝置,發(fā)展到現(xiàn)在的多層、多向的空間立體復(fù)雜隔振裝置,隔振性能有了很大程度的提高。但是國內(nèi)外的研究大多集中在傳統(tǒng)浮筏系統(tǒng)的研究,傳統(tǒng)浮筏中筏架的設(shè)計(jì)主要采用板、梁形成框架結(jié)構(gòu),形式比較單一,缺少新概念和新原理,隔振性能進(jìn)一步的提升存在一定制約因素。桁架結(jié)構(gòu)的引入無疑使浮筏隔振技術(shù)迎來一次新的發(fā)展,但桁架式浮筏隔振裝置在船舶設(shè)備中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用目前來說還存在一些問題,桁架式筏架結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)隔振性能的影響研究還不夠全面,對于最小單元結(jié)構(gòu)形式和連桿長度等參數(shù)對筏架振動傳遞特性影響的研究還沒有涉及,關(guān)于桁架式筏架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法還不夠完善。因此,開展桁架式筏架結(jié)構(gòu)研究工作具有重要意義。本文研究了桁架式筏架子單元結(jié)構(gòu)對筏架振動傳遞特性的影響,總結(jié)了螺旋桿桁架式筏架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則,提出了一種新型桁架式筏架結(jié)構(gòu),動力學(xué)分析研究了所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的性能,最后通過實(shí)驗(yàn)研究證明了所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性,主要研究工作如下:(1)研究了桁架式筏架子單元結(jié)構(gòu)對筏架振動傳遞特性的影響。研究了不同最小單元體以及不同桿長桁架式筏架的振動傳遞特性,通過對比分析得到兩個結(jié)論:正四邊形單元體的桁架式筏架結(jié)構(gòu)性能更優(yōu);相同空間尺寸的桁架式筏架,桿件單元長度越長,隔振性能越好。(2)研究了一維螺旋桿以及二維螺旋桿結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性,總結(jié)了螺旋桿桁架筏架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。根據(jù)振動傳遞原理,提出了螺旋桿結(jié)構(gòu),對比分析一維螺旋桿、二維螺旋桿和二維螺旋桿優(yōu)化結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性,得到了有助于螺旋桿桁架筏架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)論:一維螺旋桿結(jié)構(gòu)具有進(jìn)一步提升桁架式筏架隔振性能的潛力,而二維桿結(jié)構(gòu)由于低頻隔振性能差不宜于出現(xiàn)在筏架結(jié)構(gòu)中;螺旋桿桁架式筏架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中每一個單元體中最多可使用一根螺旋桿替代空心桿件,否則由于螺旋桿間耦合會導(dǎo)致筏架隔振性能變差。(3)提出了一種新型桁架式筏架結(jié)構(gòu)。根據(jù)螺旋桿分析結(jié)果提出了三種螺旋桿桁架式筏架方案,分析其動力學(xué)特性,并與空間直桿桁架式筏架相對比,計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了螺旋桿桁架式筏架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的正確性,同時也證明了邊角螺旋桿桁架式筏架結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)良的隔振性能。(4)實(shí)驗(yàn)研究了新型桁架式筏架的隔振性能。搭建了桁架式浮筏隔振實(shí)驗(yàn)平臺,通過實(shí)驗(yàn)研究,得到空間直桿桁架式浮筏系統(tǒng)與邊角螺旋桿桁架式浮筏系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺加速度振級落差,實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果驗(yàn)證了仿真分析結(jié)果,證明所設(shè)計(jì)邊角螺旋桿桁架式筏架具有優(yōu)良的隔振性能。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：U674.76
【部分圖文】：

筏架結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀由桿件和接頭組成的具有周期性單元的平面或空間結(jié)構(gòu)件主要承受軸向拉力或壓力，桿件材料的強(qiáng)度能得到充可比實(shí)心梁節(jié)省材料，因此在航天和建筑等領(lǐng)域得到了船隔振領(lǐng)域的應(yīng)用最早出現(xiàn)在二十世紀(jì) 80 年代，當(dāng)時式筏架結(jié)構(gòu), 并對此做了長期的研究，法國海軍不久后建彈核潛艇就采用了這種結(jié)構(gòu)[46]。Bondaryk[28]設(shè)計(jì)了一 1-2 所示，潛艇所有動力設(shè)備均彈性安裝在桁架式筏架再彈性安裝在艇體上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明桁架式筏架結(jié)構(gòu)能高到 50dB。

能量所受影響很小，最后在整體上出現(xiàn)了頻率成分的波不能通過的現(xiàn)象。Kohrs[29]對波傳遞特性進(jìn)行了分析，通過對無限大輕到了其振動傳遞的頻率通帶和禁帶特征曲性結(jié)構(gòu)的波傳遞特性進(jìn)行了研究，給出了禁帶特性。浮筏結(jié)構(gòu)的運(yùn)用已經(jīng)比較成熟，設(shè)計(jì)建造國外涉及到實(shí)船安裝的桁架結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)較較晚，但到目前為止也做了不少了研究。板中的傳播特性進(jìn)行了研究[47]，華中科大程偉[49]、大連理工的黎勝[50]都對周期加筋板中船重工集團(tuán)與上海交大根據(jù)周期性結(jié)構(gòu)件，并申請了專利[39][40]，如圖 1-3 所示。的筏架雖然是框架式結(jié)構(gòu)，但運(yùn)用了桁架結(jié)。

設(shè)計(jì)了一種新型周期桁架結(jié)構(gòu)浮筏，對桁架式浮驗(yàn)結(jié)果表明：與傳統(tǒng)浮筏結(jié)構(gòu)相比，周期性桁架更強(qiáng)，并且由于表現(xiàn)出了梳狀特性，在特定隔振一種裝有顆粒阻尼的塑料軟管帶應(yīng)用到桁架結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)結(jié)果表明：桁架外包顆粒阻尼的方法，在做整體運(yùn)動，效果不明顯，但在 300Hz 以后能有周期性筏架結(jié)構(gòu)隔振理論，有學(xué)者對周期性筏架斌[34]對多種周期性結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析研究，并提出構(gòu)。專利[35]公開了一種塔式浮筏隔振裝置，該裝能量、優(yōu)化振動傳遞路徑，在振動能量傳播的過減，從而提高了隔振效果。況成玉[36],[37]分析了所能，提出了一種曲梁周期結(jié)構(gòu)，如圖 1-4 所示，并構(gòu)的振動傳遞特性。

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本文編號：2828857