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原文传递舰船减速器箱体及其基座的减振技术研究

论文题名：	舰船减速器箱体及其基座的减振技术研究
关键词：	舰船减速器箱体;基座典型连接结构;减振技术;约束阻尼;优化设计
摘要：	作为舰船重要的动力传动装置,减速器的振动对舰船的隐身性能有着关键的影响。在传动齿轮和轴的激励下,减速器箱体向外辐射噪声的同时通过基座向船体传递振动,控制减速器箱体的振动可减小减速器箱体噪声和传入基座的振动能量,而基座的减振设计可减小传入船体的振动,从而减小因减速器的振动引起的船体振动,提高舰船的隐身性能。减速器箱体结构主要由薄板和薄壳组成,在其表面敷设约束阻尼可有效控制箱体的振动,本文通过研究约束阻尼的优化设计,设计减速器箱体约束阻尼结构,从振动传播途径控制结构的振动传递。舰船减速器基座的平板连接形成十字型、T型和 L型接头等典型连接结构,这些接头均对振动有阻抑效果,将方钢布设在典型连接结构的平板上或接头处,可进一步提高对振动的阻抑性能,本文针对典型连接和方钢减振特点,采用波动法计算典型连接结构和方钢平板结构的振动响应,分析平板和方钢设计参数对振动的影响,设计减振基座。　　建立了约束阻尼板优化设计数学模型,优化约束阻尼设计参数,实验验研究了约束阻尼结构的振动特性。由能量法和拉格朗日法建立约束阻尼结构的运动方程,利用模态叠加法计算结构的特征值和振动响应,以模态损耗因子或振动动能为优化目标,采用遗传算法对约束阻尼的厚度、粘贴位置和材料属性进行优化设计。设计了约束阻尼实验系统,测试恒温下约束阻尼结构的振动响应,分析了结构的模态特性,对考虑阻尼材料频变特性的有限元模型进行了验证,进一步实验研究了约束阻尼厚度和温度等参数对阻尼性能的影响。　　基于薄板理论,利用波动方法推导了典型连接结构在集中外载荷作用下的振动响应计算公式,研究舰船基座中十字型、T型和 L型接头等典型连接及其组合结构的振动特性。分别以平板的振动位移和动能为评价指标分析源板和接受板的长度和厚度等参数对各平板振动响应的影响,对比分析了单接头结构及其组合结构的振动阻抑特性。　　基于 Kirchhoff板和 Euler梁理论建立了板-梁耦合运动方程,利用波动方法研究方钢对单个平板和多板连接结构的减振效果。分析方钢位于平板连接结构的非接头处和接头处时,方钢截面形状、截面尺寸、布设位置及方钢个数等参数对基座典型连接结构减振效果的影响。　　根据约束阻尼结构优化设计研究,设计了减速器箱体约束阻尼结构;根据典型连接结构的振动特性及方钢减振性能研究,设计了减速器减振基座,利用有限元法对减速器箱体约束阻尼结构和减振基座的减振效果进行分析。结果表明,设计的减速器箱体约束阻尼结构可有效降低箱体的振动响应,整体振动减小到原设计结构的30％～50%;减振基座减小了减速器传递到内底上的振动,中高频的减振效果更优。
作者：	侯守武
专业：	机械设计及理论
导师：	焦映厚
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文