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原文传递典型辅机设备隔振系统设计及阻振基座研究

论文题名：	典型辅机设备隔振系统设计及阻振基座研究
关键词：	船舶辅机;立式离心泵;隔振系统;阻振基座;振动噪声控制
摘要：	船舶上辅机设备众多，它们在运行过程中产生的振动不仅在一定程度上使机械设备结构损伤，影响设备的使用寿命，甚至造成严重的事故；还会通过基座传递到全船结构，进而引起船体表面振动，产生辐射噪声。国际社会对振动噪声控制的要求越来越严格，所以在保证辅机设备连续、高效，以及稳定运行的前提下，如何降低振动噪声水平成为一个备受关注的研究方向。文中选取船上典型辅机设备——立式离心泵，采用隔振和阻振技术对其进行振动噪声控制研究，主要内容包括：　　（1）分别对离心泵进行单层隔振方案和双层隔振方案设计，进行隔振器选型和中间质量架设计，并对中间质量架的固有特性进行了分析。结果表明：所设计的中间质量架性能满足要求。　　（2）建立相应的隔振系统有限元模型。仿真计算表明：所设计的隔振方案是可行的。其中，单层隔振方案的隔振效果达到14.08dB，双层隔振方案的隔振效果达到22.73dB。并进一步研究了不同隔振系统参数对隔振效果的影响。结果表明：上、下层隔振器为不同型号时隔振效果差异较大。当上层隔振器为BE-220，选取固有频率更小的下层隔振器，机脚的振级落差达到32.95dB。　　（3）建立振动传递路径控制模型，并进行模态分析。通过探讨离心泵的安装要求等搭建试验台架，对离心泵刚性安装下的台架进行振动特性试验。结果表明：额定工况时，离心泵在24Hz和300Hz时振动加速度级较大。离心泵在工作过程中，振动通过机脚，经由内底和底桁、实肋板等板架结构向下传递到外底。其中，由机脚到内底和外底，平均振动加速度总级分别降低了13.08dB和14.22dB，说明在一定程度上，内底的振动可以代表外底振动。　　（4）按所设计的双层隔振方案进行离心泵弹性安装，在额定流量下进行了台架的振动特性试验。结果表明：离心泵经过双层隔振后，机脚的平均振动加速度总级下降了16.02dB，台架内、外底的振动也显著下降。以机脚实测振动数据为输入，分别计算刚性和弹性下台架外底的声辐射特性。结果表明：双层隔振后，外底的辐射噪声也有明显的降低。　　（5）研究了离心泵基座的阻振设计。首先分析其简化模型的振动特性，并以阻尼敷设位置和约束层厚度为变量，分析离心泵基座阻尼减振的阻振特性。结果表明：阻尼减振设计能够起到一定的减振效果；再对离心泵基座的阻振质量进行了研究。分别讨论了附加阻振质量的位置、尺寸和材料以及空心阻振质量的阻振特性，找到了最佳的阻振质量设计方案。　　（6）结合阻尼减振和阻振质量，针对振动传递路径控制模型，研究了一种复合结构的阻振基座，通过振动响应计算和声辐射特性分析，发现阻振后外底的振动和辐射噪声均有所降低。
作者：	李飞
专业：	交通运输工程
导师：	向阳
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021