基于有限元法的浮筏隔振器优化设计

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1、万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要船舶结构的动力系统由于其自身工作特性，会产生较为强烈的振动和噪声辐射，这对船上工作人员的工作环境和舰船隐身都有非常负面的影响。为了解决这一问题，国内外舰船的机械设备很多都采用了在基础上增加浮筏隔振的设计方案，并取得了良好的隔振效果。本文主要通过优化的手段设计了一种新型的浮筏隔振系统。首先对传统浮筏隔振系统的设计经验进行总结，比较了几种评价隔振系统隔振效率的方法。然后通过拓扑优化的方法对浮筏结构进行概念设计，通过对优化结果的分析总结出了一种上下层隔振器倾斜放置

2、、被隔振设备之间增加传力构件的新型浮筏结构。进而搭建结构参数优化平台，以浮筏结构传递到基础上的功率流之和最小为优化目标，以被隔振发动机的当量振动烈度和浮筏结构的疲劳寿命、静力学应力和位移、动力学应力和位移为约束条件，对新型浮筏系统进行参数优化设计。为了探究新型浮筏结构的优越性，将新型浮筏结构的优化结果和传统浮筏结构在相同工况下的优化结果进行对比，发现新型浮筏结构除当量振动烈度较传统构型高以外，其他考察指标均优于传统浮筏构型。这一结果表明本文设计的浮筏结构对结构能量传递的引导作用优于传统结构，而且具

3、有较好的耐久性。关键词：浮筏隔振系统，拓扑优化，参数优化，功率流，疲劳寿命本文工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。I万方数据基于有限元法的浮筏隔振器优化设计ABSTRACTThepowersystemofships,foritsownoperatingcharacteristics,willinspirestrongvibrationsandnoiseemissions.Thatwillhaveaverynegativeimpactonthestaffworkenvironmentands

4、hipstealth.Bothathomeandabroad,manyshipmachineriesandequipmentsadoptedthefloatingraftplaninordertosolvethisproblem,andthevibrationcanbeisobtainedwell.Inthispaper,bymeansofoptimizeddesignanewtypeoffloatingraftisolationsystemisproposed.Firstly,thetradit

5、ionalfloatingraftisolationsystemdesignexperienceissummarized;severalevaluationmethodsofvibrationisolationefficiencyarecompared.Andthenusethetopologyoptimizationmethodforconceptualdesignoffloatingraftstructures.Throughtheanalysisofoptimizationresultsum

6、marizesanewkindofisolatorsystem.Inthissystemtheupperandlowerisolatorsaretiltedplaced,andapowertransmissioncomponentisadded.StructuralparameteroptimizationplatformisbuiltFurtherly.Taketheminimumpowerflowthatpassedfromfloatingraftstructuretothebaseasopt

7、imizationgoal.Constraintconditionsareequivalentvibrationintensityofisolatedengine,fatiguelifeoffloatingraftofstructures,staticstressesanddisplacements,dynamicstressanddisplacement.Parameteroptimizationdesignofnewtypeoffloatingraftisdone.Inordertoexplo

8、rethesuperiorityofthenewstructure,optimizationresultsofnewtypefloatingraftandtraditionaltypefloatingraftarecompared.Newfloatingraftstructuresisbetterthanthetraditionalraftonconsideredindexesexcepttheequivalentvibrationintensity.Thisresultshows