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设备对船体结构激励力估算方法研究

作　者: 郑律
导　师: 姜滨
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 振动噪声设备激励力设备内源特性基座阻抗
分类号: U661.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要

目前对于舰船振动噪声的研究主要集中三个方面：振动噪声系统的输入即振动噪声源的分析、舰船结构的振动系统即振动传递与衰减的分析以及振动的输出问题即振动声辐射的研究。而对于振动噪声系统的振动噪声源的分析一直比较少，只在对系统隔振效果分析时对振动噪声源有过简要的探讨，而更缺少对设备激励载荷与舰船结构耦合机理的分析。在对舰船结构进行振动噪声预报时，设备激励载荷作为整个振动噪声系统的输入，对于发送振动噪声能量大小的研究、不同条件下的力输出特性以及与设备与安装基础的耦合特性以及振动噪声预报准确度研究具有重要的价值。有了设备的激励载荷的正确数据，舰船结构的振动传递以及噪声辐射的预报才能估算出更加真实的结果。而对于传统的设备激励载荷只是通过简单的台架试验给出设备在台架试验时所测得的加速度值作为噪声预报的输入载荷对舰船结构进行噪声预报。但是由于设备激励力与舰船安装基础存在非常严格的耦合关系，设备激励载荷会随着安装基础的改变而发生改变，因此传统的噪声预报在设备激励载荷输入就存在一定的误差，会影响的舰船结构的振动噪声的预报值的准确性。本文分析了设备与船体结构的耦合特性，基于自由速度理论研究了设备内源特性参数的测量估算方法，同时给出了基座的工程估算方法，给出了设备向船体结构传递的激励力估算方法，结合水下航行器的典型结构验证了设备激励载荷估算方法的可行性。本文主要研究成果包括以下几方面的内容：1、给出了设备与船体结构耦合振动分析的简化方法，推导出了设备对船体结构的激励载荷的一维、二维以及三维模型计算公式，初步形成了设备对船体结构的激励载荷的估算方法;2、建立不同不平衡激励力作用下的设备与船体的耦合振动模型，给出设备内源特性的间接测量方法;3、针对主船体结构上的座墩型长基座的力学性能，给出了基座输入机械阻抗的工程估算方法;4、将本文所推导的设备激励力估算方法用于双层圆柱壳的振动噪声预报上，在噪声预报时对设备模型进行简化，达到在保证计算精度不变的情况下提高计算效率的目的，进而验证设备激励力估算方法的可行性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-16
    1.2.1 设备输出功率研究  11-13
    1.2.2 设备对安装基础激振力研究  13-15
    1.2.3 隔振系统的研究进展  15-16
  1.3 本文的主要研究内容  16-18
第2章设备对船体结构激励力估算  18-42
  2.1 引言  18
  2.2 设备与安装基础耦合振动分析  18-33
    2.2.1 不平衡激励力单独作用情况下设备对船体结构激励力估算  19-21
    2.2.2 不平衡激励力与力矩联合作用情况下设备对船体结构激励力估算  21-25
    2.2.3 多激励力联合作用情况下设备对船体结构激励力估算  25-33
  2.3 设备激励力向实船转化方法研究  33-40
    2.3.1 实船设备激励力估算  33-37
    2.3.2 实船设备激励力估算方法验证  37-40
  2.4 本章总结  40-42
第3章船用设备内源特性参数识别  42-60
  3.1 引言  42-43
  3.2 设备内源特性参数识别机理研究  43-50
    3.2.1 设备不平衡激励力单独作用时设备内源特性识别方法研究  43-45
    3.2.2 设备不平衡激励力和不平衡力矩联合作用时设备内源特性识别方法研究  45-46
    3.2.3 多激励力联合作用下设备内源特性识别方法研究  46-50
  3.3 设备内源特性参数识别方法仿真验证  50-58
    3.3.1 设备弹性安装于刚性基础内源激励载荷参数识别方法算例验证  51-55
    3.3.2 设备弹性安装于弹性基础内源激励载荷参数识别方法算例验证  55-58
  3.4 本章总结  58-60
第4章船用设备基座阻抗工程估算方法  60-70
  4.1 引言  60
  4.2 基于导纳功率流法估算基座阻抗  60-63
    4.2.1 基座阻抗基本计算原理  60-61
    4.2.2 根据力学元件的串并联关系求解基座的输入阻抗  61-63
  4.3 船体基座数学物理模型的建立及估算方法研究  63-67
  4.4 本章总结  67-70
第5章设备激励力估算方法在水下航行器中的应用  70-78
  5.1 引言  70
  5.2 计算模型参数  70-73
    5.2.1 设备激励载荷简化方法简介  71-72
    5.2.2 计算模型的考核点布置  72-73
  5.3 设备激励力转化方法验证分析  73-76
    5.3.1 计算模型非耐压壳振动特性对比分析  73-74
    5.3.2 计算模型的声辐射对比  74-76
  5.4 本章小结  76-78
结论  78-80
参考文献  80-84
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  84-86
致谢  86

设备对船体结构激励力估算方法研究

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