舰船转子—支承—隔振器—浮筏系统动力学特性研究

论文摘要

舰船对安静性要求严格,主动力机械引起的振动是舰船噪声的主要来源。因此降低或者消除主动力机械的振动噪声对舰船的隐蔽性和安全性等均具有极其重要的意义。目前控制舰船主动力机械产生的结构噪声的有效手段是对主动力机械采用减振隔振措施。随着对舰船主动力机械功率的和对舰船隐蔽性要求的提高,对主动力机械的减振隔振性能也提出了更严格的要求。本文系统推导了橡胶和干摩擦隔振器的力学模型,从理论和实验两方面验证了隔振器对转子和浮筏之间的隔振效果,为实际舰船主动力机械的减振隔振提供了理论和实验基础。本文主要研究内容和结论如下:1.基于实验、广义胡克定律和应变能密度函数对橡胶隔振器进行了模型推导,对干摩擦隔振器进行了原理分析及模型建立,并对以上两类隔振器的模型进行仿真,获得了其隔振特性。2.通过有限元法建立了包含以上两种隔振器的舰船转子-支承-隔振器-浮筏系统动力学模型,为获得系统的动力学特性提供了理论基础。3.通过对Newmark法、Runge-kutta法、精细时程积分方法进行比较,确立了Newmark逐步积分方法在转子-支承-隔振器-浮筏系统动态响应分析中的优越性。并进行了系统不平衡响应数值模拟,证明了隔振器对浮筏的隔振效果,通过对比分析获得了两种隔振器不同的隔振特点。4.进行了橡胶隔振器静态压缩和动态激振实验,转子-支承-浮筏系统动力学响应实验和转子-支承-橡胶隔振器-浮筏系统动力学特性实验,实验结果很好的验证了理论计算和结果的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 舰船减振隔振技术的发展
• 1.2.1 减振隔振技术和减振隔振理论的发展
• 1.2.2 减振隔振器实验和理论研究的发展
• 1.3 Newmark方法的发展和优化方法
• 1.4 本论文主要研究思路和内容安排
• 第2章 减振隔振理论及隔振器模型建立
• 2.1 引言
• 2.2 单自由度隔振系统力学模型及隔振特性
• 2.3 橡胶材料的应力软化效应和静态、动态刚度特性
• 2.4 橡胶隔振器模型建立与仿真分析
• 2.4.1 橡胶Mooney-Rivlin模型的本构关系
• 2.4.2 橡胶隔振器的刚度确定与仿真分析
• 2.4.3 采用不同刚度模型的隔振器特性比较
• 2.5 干摩擦隔振器模型建立及仿真分析
• 2.5.1 非线性干摩擦隔振器结构及摩擦力模型
• 2.5.2 干摩擦隔振器的计算模型
• 2.5.3 干摩擦隔振器仿真分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 转子-支承-隔振器-浮筏系统动力学模型建立
• 3.1 引言
• 3.2 转子-支承-隔振器-浮筏系统动力学模型建立
• 3.2.1 有限元法建立转子动力学模型的一般步骤
• 3.2.2 转子-支承-隔振器-浮筏系统的动力学模型建立
• 3.3 本章小结
• 第4章 转子-支承-隔振器-浮筏系统动力学响应计算
• 4.1 引言
• 4.2 常用动力学响应计算方法及其对比分析
• 4.2.1 常用动力学计算方法
• 4.2.2 常用动力学算法的对比分析
• 4.3 转子-支承-隔振器-浮筏系统动力学响应计算与对比分析
• 4.3.1 转子系统动力学计算参数
• 4.3.2 转子-支承-浮筏系统动力学响应分析
• 4.3.3 转子-支承-橡胶隔振器-浮筏系统动力学响应分析
• 4.3.4 转子-支承-干摩擦隔振器-浮筏系统动力学响应分析
• 4.3.5 两种减振器性能对比
• 4.4 本章小结
• 第5章 橡胶隔振器特性实验与转子系统实验研究
• 5.1 引言
• 5.2 橡胶隔振器静态压缩和动态激振实验
• 5.2.1 橡胶隔振器静态压缩实验
• 5.2.2 橡胶隔振器动态激振实验
• 5.3 转子-支承-浮筏系统实验
• 5.3.1 实验装置和测试分析系统
• 5.3.2 系统的临界转速与不平衡响应特性
• 5.4 转子-支承-橡胶隔振器-浮筏系统实验
• 5.4.1 实验装置和测试分析系统
• 5.4.2 系统的临界转速与不平衡响应特性
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢