主被动浮筏隔振系统结构设计与分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

舰船隐蔽性是其重要的战术技术性能,特别是潜艇，由于潜艇大部分时间都潜伏在水中，而在海水中电磁信号和红外信号衰减迅速，所以雷达难以侦查潜艇位置，但其水声信号却能以海水为介质远距离传播，被声呐系统探测到。浮筏隔振系统能明显的抑制从机器至船体的振动。传递船舶机械的振动与噪声影响船体结构的安全性和相关机械的可靠运行,同时影响船上人员的舒适度,另外在军用舰船中,动力装置的振动噪声严重影响其隐蔽性和战斗力。好的浮筏隔振系统既能提高船体的机械性能，又能减小被敌人探测到的概率。隔振又可分为被动隔振和主动隔振。被动隔振是在振源与隔振对象之间加入弹性和阻尼元件,以耗散振动能量而达到隔振的目的。由于它不需外界能源,结构简单,易于实现,经济性与可靠性高,已广泛地应用在多种工程领域中。主动隔振系统采用主动隔振器,动态地调整系统的支承参数,可以实现低频隔振。但是，单独的浮筏隔振属于被动隔振，由于被动浮筏隔振支承特性无法被改变，而且为了系统的稳定性被动隔振器的刚度一般比较大，因此，仅能有效隔离中高频振动。而主动隔振器能动态的调节系统的支承参数，可以实现低频隔振，将主动隔振技术应用于浮筏系统中，能实现潜艇机械设备在全频域范围内振动隔离,是进一步隔振降噪的有效手段。而对主被动浮筏隔振结构的设计与分析又是研究主被动浮筏隔振器重要的的一部分，这就是本论文研究的目的所在。到现在为止，国内外已经在浮筏隔振器结构设计与分析上做了大量的工作。

我国在“八五”期间，主要围绕平置式浮筏系统的动力学建模和系统动力特征进行分析，形成了多体动力学方法、有限元方法、四端参数法等。“九五”期间随着研究的不断深入，隔振器的非线性，筏体的拓扑结构等问题凸现出来。在浮筏系统力学建模、振动传递机理研究、浮筏系统抗冲击性能试验研究、浮筏系统噪声声辐射研究、浮筏模拟试验、浮筏系统隔振效果评定等方面都有开拓性进展张智勇、盛美萍、张华良、邵汉林在上述方向上填补了国内研究空白。目前国内在浮筏结构方面的研究有小质量比圆柱形浮筏隔振系统结构；李明明等在新型压电约束层阻尼结构方面的研究：很好地结合了振动主动控制和振动被动控制各自的优点，是一种非常有效的主被动混合振动控制技术；王治国等从基于有限元的弹性体模型出发，对隔振系统的多种方案进行模拟激励下的响应分析讨论了影响浮筏隔振性能的结构与材料因素；周刘彬等对基于弹性舱段结构的浮筏主动隔振系统实验研究；林立针对立体框架式浮筏，进行了设备、减振元件选型、筏架结构设计及性能计算。

国外已有几十年的研究历史，对主动隔振系统已有很多的研究，美国开发了主动噪声和控制系统（anvc）实现了100hz以下的低频主动隔振。日本学者在船用主机的振动隔离中,对内燃机振动的双层隔振采用了主动控制技术,并取得了显著效果。隔振在声隐身方面也取得了显著成效，美国的“海狼”级、英国的“特拉法尔加”级都是应用此技术的典型代表。当前西方国家在扫猎舰艇上所采用的浮筏装置主要有两种基本结构形式：一种是横向悬吊式浮筏装置，另一种是纵向悬吊式浮筏装置。英国的hunt级反水雷舰采用的是横向的，意大利的lerici级猎雷艇采用的是纵向的。bondarykje推荐了一种桁架结构的舱筏。桁架浮筏作为一种新型的结构尚停留在理论研究的阶段，并没有广泛的实际应用.r.s.langley和l.s.beale分别研究了二维结构和三维结构框架结构中的功率流，前者还推导了二维结构中的振动传导方程。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

　设计要求：平台大小1000mm×2000mm，采用6个普通弹簧（橡胶、机械或气囊）与四对电磁铁并联接结构。

2.2设计目标拟采用的技术方案及措施

3. 研究计划与安排

1-4周：开题报告与论文的翻译。

5-6周：主被动浮筏隔振系统结构设计并且完成三维建模，并把各个结构的尺

寸初步确定下来。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]温华兵,王国治,童宗鹏.船舶浮筏系统的振动及抗冲击特性分析[j].华东船舶工业学院学报（自然科学版）,2002.

[2]张衡.框架式浮筏隔振系统设计及隔振特性研究[d].武汉：武汉理工大学,2012.