螺栓连接及其预紧力矩对船舶约束阻尼板振动特性的影响.pdf

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1、第45卷第4期船海工程Vol.45No.42016年8月SHIP&OCEANENGINEERINGAug.2016D01：10.3963/j.issn.1671-7953.2016.04.013螺栓连接及其预紧力矩对船舶约束阻尼板振动特性的影响徐得志,任晋宇(武汉交通职业学院船舶与海洋工程学院，武汉430065)摘要:针对船舶约束阻尼板的不同敷设工艺方案，通过数值仿真计算及试验测试约束阻尼板的结构模态阻尼因子，分析螺栓及螺栓预紧力矩对结构模态阻尼因子的影响。仿真计算与试验结果发现，在约束阻尼层上增加螺栓后，各阶模态阻尼因子明显增加；当螺栓预紧力矩在

2、一定范围时，绝大部分的各阶模态频率略有增加，但变化值较小，约束阻尼板上的螺栓不仅可以固定阻尼胶板还能明显增加阻尼板的减振降噪性能，但螺栓预紧力矩对阻尼板振动性能影响不大。关键词:螺栓预紧力矩;约束阻尼板;模态特征;安装工艺中图分类号:U661.44文献标志码:A文章编号：1671-7953(2016)04-0054~04现在船舶建造过程中，为了实现低噪声安装况下消耗的振动能量越多，减振降噪性能也就越工艺，约束阻尼层敷设技术越来越多应用于船舶好。在测试频段选取方面，考虑到结构的低阶模板材敷设安装工艺中，约束阻尼板敷设工艺曰益态对结构响应的贡献最大，其

3、对应的振动形态所受到重视，约束阻尼板的安装工艺的好坏直接影消耗的能量也最大[5]。因此考虑主要测试及计响了该船结构震动性能。因此，如何抑制约束阻算阻尼板的低阶模态阻尼因子。本文主要根据物尼板结构的振动，控制其结构的噪声辐射是船舶理测试台架建立有限元模型，采用仿真计算和物企业施工人员最为关注的问题之一。目前约束阻理实测方法分析实际施工过程中螺栓预紧力矩的尼板有两种安装方式:将阻尼材料利用粘性剂将大小变化对船舶约束阻尼板振动特性的影响，通其粘贴到型材上;先进行粘贴然后加螺栓固定。过测试及数值仿真计算约束阻尼板的结构模态阻相关的工作集中于分析应用船舶复合

4、材料阻尼板尼因子，来分析螺栓及螺栓预紧力矩对结构模态振动声学特征[12];将敷设阻尼材料应用在加筋双阻尼因子的影响，从而设定实船约束阻尼板敷设层圆柱壳的低阶模态振动特性研究[3]，研究多种工艺参数。材料螺栓连接对结构模态及传递特性影响[4]，但1有限元模型建模及计算关于螺栓连接及其预紧力矩对约束阻尼板的模态特征及其振动分析研究较少。同时其在实船安装l.i模型结构过程中采用何种敷设工艺更为优异并没有定性结BN阻尼板试验模型的结构由上下层框架、中论。间带螺栓的约束阻尼板和底部的支撑结构。评判敷设阻尼材料结构的减振降噪性能高低针对BN阻尼板的试验模型，利

5、用有限元软的一个主要指标是敷设阻尼材料后，结构的各阶件建模，计算阻尼板结构的模态。约束阻尼板中模态所对应的模态阻尼因子是否有明显增加。一底部钢板(6mm厚）与框架用螺栓固定，其阻尼般情况下，模态阻尼因子越大，结构在外界激励情层约束板和框架没有接触。因此，有限元模型中阻尼层约束板边界和框架间设置1mm间隙;在收稿日期=2015-12-2312个螺栓连接部位采用节点耦合自由度方法[6]，修回日期=2016-01-19基金项目：湖北省高等学校教学研究项目（2011440)尽可能地与试验模型保持一致。第一作者简介:徐得志（1965—），男，硕士，副教授1.

6、2网格划分研究方向：船舶力学性能选择的单元类型为SOLID185。该单元用于E-mail：515429822@qq.com构造三维的固体结构，通过8个节点来定义，每个542016年船海工程徐得志，等:螺栓连接及其预紧力矩对船舶约束阻尼板振动特性的影响第4期第45卷节点有3个沿着方向平移的自由度。此外，该单元具有超弹性、应力钢化、蠕变、大变形和大应变能力;试验模型采用了钢板和阻尼橡胶两种不同的材料。在指定网格划分属性时，对所需划分的部分指定其材料属性、单元类型等，从而完成模型中不同材料属性的赋值，所建有限元模型见图19ANSYS1ansysELEME

7、NTSJUL202009ELEMENTSMAT17:37:44MATNUM橡胶层螺栓1a)螺栓模型b)含螺栓剖面图式中:2如，及=1;mr---模态质量；Qr——比例换算因子，2.2模态试验测试方法及步骤采用力锤敲击板结构的某点，同时测量敲击点处的加速度响应。计算得到敲击点处的频率响c)含螺栓的有限元模型应函数。其计算结构阻尼因子的方法为半功率点图1有限元模型法。为保证能够准确测试得到各测点频响函数，针对BN阻尼板模型，预紧力矩为I2N.m时，并能够从频响函数曲线上准确识别出所有的前6有限元6阶模态仿真计算结果见图2。阶固有频率（最高的模态频率不超

8、过450Hz)以及对应的阻尼因子，选择采样参数如下：采样率2000Hz;每一段数据采集点数8k;平均次数4次;频响函数的频