船舶机械结构结合面动力学参数识别的研究

论文摘要

船体设备之间是由许多零配件联结而成,而联结处的阻尼对结构振动的影响非常大,既影响员工舒适度,又会影响设备的工作。在船舶结构顶部安装精密设备,则对动态响应要求更高,在动态响应计算中,结构的阻尼信息非常重要,尤其是要得到阻尼参数的准确值,设计分析中阻尼的处理一直是个十分棘手的问题。由于阻尼机理复杂,尽管已经发展了很多计算方法,不过总体来说,阻尼计算结果的重复性差,尤其是小阻尼系统。因此对联结部位的动态特性研究非常重要。本文阐述联结部位参数识别的相关理论,分析了阻尼产生的机理,对螺栓联接机械接口耗能进行了研究,建立了机械结构结合部的等效动力学模型,分析了常用的结合面等效动力学参数的识别方法。针对结合面的特点,提出用吉村允孝法对实际结合面的动态特性进行研究,应用弹簧-阻尼单元对单位面积结合面进行动态建模,综合运用有限元分析与实验模态分析进行单位面积结合面的动态特性参数的识别。通过研究不同结合面法向面压的结合面的动态特性,完成对单位面积结合面法向、切向动态特性参数影响因素的研究。对比数据可知:结合面刚度和阻尼随着结合面法向压力的增大而增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 立题的科学依据及意义
• 1.2 国内外研究概况及发展趋势
• 1.2.1 对联接部位动力学特性的研究
• 1.2.2 常用的阻尼器和联接摩擦阻尼模型
• 1.2.3 船舶机械设备组合结构的联接阻尼模型
• 1.3 论文的主要研究内容
• 参考文献
• 2 结构联接部位阻尼机理的分析
• 2.1 阻尼的产生机理
• 2.2 阻尼耗能的分析与数学描述
• 2.3 阻尼值的测量和阻尼的间接表示法
• 2.3.1 一般阻尼系统的阻尼值
• 2.3.2 阻尼值的测量
• 2.3.3 结构阻尼系统耗能能效原则
• 2.3.4 多自由度结构受迫振动中的能量共振理论
• 2.3.5 阻尼基本参数求法
• 参考文献
• 3 螺栓联接机械接口耗能研究
• 3.1 研究背景
• 3.2 螺栓联接接口简介
• 3.2.1 螺栓接口接触面特性
• 3.2.2 接触面模型
• 3.3 螺栓联结受力与变形
• 3.4 螺栓接口的振动力学模型
• 3.4.1 螺栓接口的振动力学模型
• 3.4.2 模型的动力学方程
• 3.5 螺栓接口的能量耗散
• 3.5.1 模型的阻尼特性
• 3.5.2 接口的能量耗散特性
• 参考文献
• 4 结合面动态特性分析
• 4.1 结合面动态特性模态分析理论
• 4.1.1 模态分析技术概述
• 4.1.2 模态分析技术理论基础
• 4.2 结合面等效动力学模型
• 4.3 结合面的动力学参数识别
• 4.3.1 结合面动力学参数识别方法
• 4.3.2 吉村允孝法
• 4.4 单位面积结合面动态特性
• 4.4.1 理论建模分析
• 4.4.2 动态参数识别
• 4.5 结合面动态特性算例及结果分析
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 结论
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢