船舶机械设备与船体联接部位非保守耦合损耗因子研究

论文摘要

船体设备之间是由许多零配件联接而成，而联接处的阻尼对结构振动的影响非常巨大，既影响员工舒适度，又会影像设备的工作。在船舶结构顶部安装精密设备，则对动态响应要求非常高，在动态响应计算中，结构的阻尼信息非常的重要，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。联接部位传递力、能量和功率，也会把振动能量转变成声和热的能量耗散，非保守耦合损耗因子是表征这种耦合系统间能量传递特征的重要参数。由于阻尼机理复杂，尽管已经发展了很多计算方法，不过总体的来说，阻尼计算结果的重复性较差，尤其是对小阻尼系统。依靠实测或经验得到结构模态阻尼参数是普遍的手段，而许多复杂而又昂贵的船舶结构在设计阶段还不可能提供实测样品。为缩小研制周期并减少设计费用，预估及仿真分析应尽可能准确地指导工程设计，在频域和时域内进行阻尼精确计算研究，对降噪结构尤为重要。本文运用统计能量分析方法讨论分析联结部位的功率流及功率在该处的损耗和传递，建立结构总体SEA模型，根据结构功率平衡方程，推导出非保守耦合损耗因子的计算公式。文章基于这些，对一个实际机械设备联接部位计算例子，进行了仿真数值计算与分析，提出了一些有工程应用价值的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 绪论
• 0.1 立题的科学依据及意义
• 0.2 国内外概况及发展趋势
• 0.2.1 联接部位动力学特性究
• 0.2.2 有限元分析中的阻尼处理方法及实现
• 0.2.3 常用的阻尼器和联接摩擦阻尼型
• 0.2.4 阻尼值的测量方法
• 0.2.5 船舶机械设备的联接阻尼模型
• 0.3 论文的主要内容
• 参考文献
• 1 结构联接部位阻尼参数识别的相关理论
• 1.1 阻尼的产生机理
• 1.2 阻尼耗能的分析与数学描述
• 1.3 阻尼的间接表示法
• 1.3.1 一般阻尼系统的阻尼值
• 1.3.2 结构阻尼系统耗能等效原则
• 1.3.3 多自由度结构受迫振动中的能量共振理论
• 1.3.4 阻尼基本参数的求法
• 参考文献
• 2 统计能量分析方法概述
• 2.1 统计能量分析基本原理
• 2.1.1 统计能量分析基本假定
• 2.1.2 统计能量分析适用范围
• 2.1.3 统计能量分析的工程应用概述
• 2.2 模态密度
• 2.2.1 模态密度定义
• 2.2.2 模态计数法
• 2.2.3 速度导纳和模态密度
• 2.3 内损耗因子
• 2.4 稳态总损耗因子
• 2.5 耦合损耗因子
• 2.6 输入功率
• 2.6.1 点源的输入功率
• 2.6.2 有限接受系统的输入功率
• 2.6.3 随机激励的输入功率
• 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 螺栓联接受力与变形
• 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 接口等能量耗散特性
• 参考文献
• 4 船舶机械接口非保守耦合损耗因子研究
• 4.1 引言
• 4.2 联接部位非保守耦合系统的统计能量平衡方程
• 4.2.1 建立联接部位的结构模型
• 4.2.2 联接部位的SEA模型
• 4.2.3 非保守耦合系统的总损耗因子
• 4.3 非保守耦合损耗因子计算
• 4.3.1 由能量平衡方程推导非保守耦合损耗因子
• 4.3.2 结构振动能量比
• 4.4 算例与数值分析
• 4.4.1 机械接口处无螺栓预紧力的情况
• 4.4.2 机械接口处的螺栓施加不同的预紧力的情况
• 4.5 结论
• 参考文献
• 5 总结与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 本文工作中的一些问题
• 5.3 相关问题展望
• 5.4 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢