基于粒子阻尼的动力装置基座减振优化设计研究
2021-02-07叶林昌肖望强沈建平卢大军林昌明
振动与冲击 2021年3期
叶林昌,肖望强,沈建平,卢大军,林昌明
(1.中国船舶重工集团公司第七一一研究所,上海 200011;2.厦门大学 航空航天学院,福建 厦门 361005)
基座作为动力装置和船体的重要连接部分,其减振特性对于船舶整体声学指标影响较大,通过结构声学优化设计[1]、阻尼材料[2]、阻振质量[3]等手段可以起到明显的减振效果,但是效果有限,无法满足日益增长的低噪声指标要求。本文以动力装置基座为研究对象,通过粒子阻尼技术[4-7]进行在传递路径上减振,开展粒子阻尼减振的理论研究,通过粒子阻尼的优化设计、仿真和试验验证等相结合的手段,形成了粒子阻尼优化设计方法,解决动力装置的中高频振动的问题,同时结合主动消振或动力吸振器等技术可大幅抑制设备机脚到船体基座前几阶低频振动的传递,因此,采用主动消振或动力吸振以及粒子阻尼等综合控制技术可以有效解决船舶推进装置的低-中-高宽频带振动控制问题。
粒子阻尼技术是一种被动控制技术,它不仅能够在不改变系统刚度的条件下大幅度耗散系统的能量,抑制振动,而且粒子阻尼技术能够长期应用于恶劣环境而不改变自身的阻尼性能。
1 粒子阻尼的数学模型
1.1 基本原理
在有限单元法中,单元之间通过节点连接,按照材料力学和弹性力学的本构关系建立本构方程。
因此,传统的有限元方法不适合粒子阻尼的仿真计算,一般采用离散元法[8-10],即把研究对象划分成一个个离散的块体单元或球体单元,在受力变形、运动过程中,单元可以与其相邻的单元接触,也可以分离。……
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