浮筏隔振系统的结构优化研究

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1、分类号：U661.1密级：公开UDC：629.1编号：S2015-702-09中国舰船研究院硕硕士士学学位位论论文文浮筏隔振系统的结构优化研究作者：彭亮指导老师：吴文伟研究员学科专业：船舶与海洋结构物设计制造中国船舶科学研究中心二〇一五年三月分类号U661.1密级公开UDC629.1编号S2015-702-09硕士学位论文浮筏隔振系统的结构优化研究TheStructureOptimizationofTheFloatingRaftSystem指导教师姓名：吴文伟职称：研究员学位申请人姓名：彭亮申请

2、学位级别：工学硕士专业名称：船舶与海洋结构物设计制造研究方向：结构减振降噪论文提交时间：2015年3月培养单位：中国船舶科学研究中心学位授予单位：中国舰船研究院学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。除论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：日期：年月日学

3、位论文版权使用授权声明中国舰船研究院和中国船舶科学研究中心有权保存本人呈交的学位论文复印件及电子版，有权向国家有关部门或机构送交论文复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国舰船研究院和中国船舶科学研究中心可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描手段保存或汇编本论文。本学位论文属于：公开☑秘密☐，在年解密后适用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日中国舰船研究院硕士学位论文摘要随着我国国力提升，我国

4、海军高速发展，海军装备不断地升级及更新。潜艇作为国家杀手锏和战略武器平台，承担着保卫国家海洋国土安全和保障国家海洋权益的任务。在水声对抗中，潜艇的声隐身性能尤为关键。浮筏隔振系统是目前针对机械设备的主要隔振措施，本文针对浮筏隔振系统进行了优化研究。首先，在阅读大量相关文献基础上，全面叙述了浮筏隔振系统的灵敏度分析和优化分析的研究发展现状。其次，由于浮筏隔振系统主要由机械设备、筏架、上下层隔振器和基座组成。公共筏架上安装多台机械设备且设备不均匀地安装，设备之间、设备与筏架之间相互耦合，相互影响。同

5、时筏架由于其尺寸和重量等因素，不能将筏架考虑位刚性结构。为求解浮筏隔振系统的结构振动传递响应，将系统划分为若干个子系统，在局部坐标中对独立子系统进行动力学分析并建立动力学方程，再由位移连续条件和力协调关系组合整个系统的耦合动力学方程，进而求解整个浮筏隔振系统。在浮筏隔振系统耦合动力学方程基础上，考虑实际更改结构参数的特点，简化浮筏隔振系统理论模型，重新建立针对灵敏度分析的浮筏隔振系统理论模型，并计算了加速度振级落差关于结构参数的灵敏度。再次，针对灵敏度分析中得到的结构参数对目标函数的影响程度，考

6、虑针对筏架形式进行优化设计。借助有限元技术和优化算法，将初始筏架作为优化对象，建立浮筏隔振系统的优化模型，对筏架进行了拓扑优化。在规则化处理拓扑优化结果后，得到规则的优化筏架结构形式。在优化筏架基础上，将优化筏架的板厚作为设计变量，进行优化筏架的尺寸优化。最后，为了验证优化计算结果，基于第三章中拓扑优化结果，重新设计筏架结构，使之满足加工和试验特性，得到试验模型。然后针对数值模拟计算中的工况，对比试验两种筏架结构，验证优化前后的隔振效果。关键词：浮筏隔振系统；结构优化；灵敏度分析；拓扑优化Ⅰ浮筏

7、隔振系统的结构优化研究AbstractAschinesenationpowerrapidlydevelops,thenavalequipmentsarecontinuouslydevelopingandupdating.Thesubmarineasthestrategicweaponplatformbearsdefendingnationalmaritimehomelandsecurityandprotectingnationalmaritimerightsandinterests.So,the

8、acousticstealthofsubmarinesisparticularlycritical.Thefloatingraftsystemiscurrentlyamainmeasureformachinestoreducethevibrationandnoiseinthesubmarines.Thusinthispaper,westudiedtheoptimizationofthefloatingraftsystem.First,thedetailedliteraturereviewsabo