船體基座設(shè)備單向約束變參系統(tǒng)振動特性研究.pdf

1、由設(shè)備振動傳遞到船體結(jié)構(gòu)的輸入載荷的確定,對于船舶的減振降噪有十分重要的意義,在振動噪聲預(yù)報方面受到高度的重視。設(shè)備一般通過預(yù)緊的螺栓、二階隔振的隔振器、帶間隙的限位器等連接結(jié)構(gòu)與船體基座連接在一起。由于既要考慮隔振效果又不能使設(shè)備的振動位移過大,要求隔振構(gòu)件的受拉、受壓剛度特性在不同的振動位移范圍內(nèi)有所差異,具有非光滑的單向約束的剛度特性。當(dāng)激擾力超過一定值時,使振動幅值超過間隙值或預(yù)緊變形,系統(tǒng)剛度將發(fā)生改變,此時應(yīng)當(dāng)作分段線性振動

2、系統(tǒng)考慮。為此,本文開展了以下研究工作。
　　首先,本文基于結(jié)構(gòu)動力學(xué)原理,根據(jù)“船體-基座-設(shè)備”系統(tǒng)的簡化數(shù)學(xué)模型,分析了設(shè)備在不平衡激擾力及不平衡激擾力矩聯(lián)合作用下的垂向和俯仰兩自由度的分段線性振動問題。根據(jù)系統(tǒng)不同振動階段的剛度特性,可發(fā)生四種參數(shù)不同的振動。此時系統(tǒng)的固有頻率成分將會增多為最多八個。這樣在單頻激擾力下,將會激起包括強(qiáng)迫振動頻率和新增的固有頻率成分的多頻振動響應(yīng)。通過MATLAB軟件編寫計算程序分段求解振動

3、的微分方程式。
　　在上述求得的振動解的基礎(chǔ)上,對“船體-基座-設(shè)備”系統(tǒng)在不同激擾情況下的復(fù)雜振動特性進(jìn)行分析。采用理論分析、位移曲線圖以及相軌線圖等方法對比分析了常參數(shù)系統(tǒng)與變參數(shù)系統(tǒng)的振動特性。分析了系統(tǒng)各主要參數(shù)對分段線性系統(tǒng)振動特性的影響。在不對稱激擾力作用下,設(shè)備兩側(cè)彈簧的振動差異較大。
　　采用求解非線性問題的KBM法,通過分段積分得出分段線性系統(tǒng)的振幅隨激擾頻率變化的共振曲線。結(jié)合奇點(diǎn)的穩(wěn)定性性質(zhì),定性及定量

4、分析共振曲線的穩(wěn)定區(qū)域。找出間隙值及變化前后的剛度比等系統(tǒng)參數(shù)對非線性振動共振曲線的影響。
　　總結(jié)出不同參數(shù)的共振曲線對振動放大系數(shù)的影響。振動的幅值放大系數(shù)與系統(tǒng)剛度比和頻率比都有關(guān),隨著剛度比和頻率比的影響程度的不同,振動的位移幅值有可能比常參數(shù)系統(tǒng)的大,也有可能小。對于硬彈簧系統(tǒng),其頻率分界點(diǎn)在共振曲線的交點(diǎn)處。其共振曲線將向頻率較大的方向偏移,同時有跳躍和滯后現(xiàn)象;系統(tǒng)的間隙值越小其固有頻率發(fā)生偏移越早;系統(tǒng)參數(shù)變化前后