浮筏隔振系统结构参数对隔振性能影响探究

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1、浮筏隔振系统结构参数对隔振性能影响探究摘要：本文以船用柴油机发电机组浮筏为研究对象，利用ANSYS谐响应分析计算了机组隔振系统结构的振动响应，并从系统的振级落差的角度详细研究了双层隔振系统主要结构如上下层隔振器刚度、中间体与被隔设备的质量比、以及隔振器阻尼等参数改变对系统结构振动响应的影响，同时进行了计算和试验结果对比分析。为船用柴油机浮筏隔振系统的设计提供一些有益的结论。关键词：船舶柴油机；ANSYS；有限元法；隔振效果Abstract：BasedontheMarinedieselgeneratingsetfloatingra

2、ftastheresearchobject,thepapercalculatedthevibrationresponseofthesetvibrationisolationsystembyusingANSYSharmonicresponseanalysisandfromthesystem，svibrationlevelperspective，adetailedstudyofthedouble-layervibrationisolationsystemofmainstructurehasbeenmade，suchasstiffne

3、ssofdouble-layerisolator,thequalityratioofintermediates,theinfluenceofthevibrationresponseonsystemstructurecausedbythechangeofdamping.SimuItaneously,madeacontractanalysisofcalculationandtestresuIts.Itmayprovidesomeusefulconclusionsforthedesignofthefloatingraftisolati

4、onsystem.Keywords：marinedieselengine；ANSYS；Finiteelementmethod；isolationperformance引言浮筏系统就在一个公共的筏体上安装多台机器设备，将筏体弹性地安装在装有筏体的基础上。由于各机组的频率不同而且扰动力大小也各不相同，因此可以把浮筏简化成一个具有多机组、多激励源、多向隔振的双层隔振系统［1］。浮筏隔振系统近几年已发展成是针对舰船动力机械实施振动与噪声隔离的有效工具，在振动噪声控制方面取得显著效果。付建等人提出了一种计算减振浮筏系统振动响应的方法，建立

5、了浮筏系统力学模型，分析了不同阻尼对系统响应的影响［2］。许江涛分析计算了浮筏隔振系统的抗冲击能力［3］。本文利用ANSYS谐响应分析计算功能，分析浮筏隔振系统上下层隔振器的刚度及阻尼、中间质量块与被隔设备的质量比等参数改变对隔振性能的影响，并将数值计算结果与试验测量结果进行比较。1浮筏隔振系统动力学方程综合以上各部分的结果，带弹性筏体和弹性基础的复杂弹性耦合隔振系统的动力学总方程可以写成矩阵的形式：(1)其中：、、、分别为系统的质量相对于基础的位移矢量、质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和外力向量。,为系统外力向量。为总刚度矩阵，将

6、各矩阵的表达式代入方程(1),可以得到三维复杂弹性耦合隔振系统的动力学总方程展开式。2浮筏有限元分析设计2.1柴油发电机组浮筏设计本文隔振对象是2台4135型柴油发电机组其各组成部分的参数如下：柴油机型式：直列式，水冷，四缸，四冲程；气缸直径:135mm；活塞行程：140mm；连杆长度：280mm；额定功率：58.8kw；额定转速：1500r/min；发火顺序：1-3-4-2；最低稳定转速：500r/min；外形尺寸mm(长X宽X高)：1200X777X1198；柴油机净重：950kg。发电机型号：TZT-74-30型三相交流自

7、激恒压同步电机;额定功率：37.5kW；额定转速：1500(r/min)；额定电压：400v；额定电流：54A；外形尺寸mm(长X宽X高)：800X470X236；重量：420kgo采用图1所示的隔振模型，2机组是对称安装的。每个机组下面安装6个隔振器，筏体通过16个隔振器安装在基础上。上层采用JG4-2隔振器，下层采用EA400隔振器。隔振器参数见表lo2.2隔振效果分析方法本文分别分析了机组、筏体位移和加速度振动响应，并针对振级落差进行了研究。利用ANSYS求的谐响应分析中的机组和筏体垂向位移响应。振级落差被定义为被隔振设备

8、振动响应的有效值与对应基础响应的有效值之比的常用对数的20倍。振动响应可以是速度、位移或加速度，相应的称为速度振级落差、位移振级落差和加速度振级落差［4］。以位移响应为例，被隔振设备与基础之间的振级落差，可定义为式中：为被隔振设备的位移响应；为基础的位移响应。本