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1、第40卷第3期船海工程Vol.40No.32011年06月SHIP&OCEANENGINEERINGJun.2011DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2011.03.007具有安装偏差的弹性通舱管件隔振性能仿真分析112靖红顺,胡毅,刘土光(1.武昌船舶重工有限责任公司,武汉430060;2.华中科技大学船舶与海洋工程学院,武汉430074)摘要:在对DN32弹性通舱管件具有安装偏差进行隔振性能试验的基础上,应用ANSYS商业软件对DN32弹性通舱管件具有与试验相同安装偏差值时的隔振性能进行仿真计算,采用与试验隔振性能相一致的评
2、价指标,计算值与试验值比较表明,二者吻合良好。关键词:弹性通舱管件;安装偏差;隔振性能中图分类号:U661.44文献标志码:A文章编号:1671-7953(2011)03-0024-03对典型船用管路通舱管件进行改进设计时,在过流件与舱壁安装件之间嵌入减振橡胶,能有效降低管路系统振动通过通舱管件向舱壁及船体的传递。为使弹性通舱管件上船安装的安全性得到保障,并实现其减振降噪功能,应进一步开展弹性通舱管件安装偏差对其安全性和减图1弹性通舱管件有限元仿真计算模型振性能的影响研究。根据实船管路通舱管件安装可能会出现的偏差情况,设计如下安装偏差强度4.0MPa。
3、金属材料的力学参数为弹性模量及其组合:轴向位移偏差;角度偏差;轴向和角200GPa,泊松比0.30。度组合偏差。根据这三种偏差情况进行仿真。2隔振性能评价指标轴向偏差范围分别取D=1、3mm。角度偏差范围从小角度开始,逐渐增加角度偏差量,A=1、对DN32弹性通舱管件进行激振试验。试验3、5、7b。组合安装偏差选取两种组合形式:D=时,激励点为管路中心点,激励方向为轴向、水平3mm,A=1b;D=3mm,A=2.5b。(垂向)3个正交方向单独分开激励,见图2。1有限元仿真计算模型为了便于与测试结果对比,针对试验安装偏差值,根据实际的轴向偏差(D=1.0
4、7、3.04mm)、角度偏差(A=0.99、2.98、5.00、7.00b)和组合偏差(D=2.00mm,A=0.95b、D=3.07mm,A=2.44b),并结合试验台架实际,在ANSYS中建立DN32弹性通舱管件及试验台架的有限元模型,图2隔振性能试验激励及测点布置示意见图1。采用合适的工装件实现预先设定的安装工艺橡胶材料的力学参数如下:弹性模量偏差,在相同的激励条件下,分别测量测点处轴1.92MPa,泊松比0.38,抗拉强度4.0MPa,抗剪向,水平和垂向3个正交方向的振动加速度。每一次测试都有多个测点,而每个测点处的结构刚收稿日期:2010-0
5、7-01度不完全一致,因此,在各个测点处测量得到的加修回日期:2010-09-21速度响应不完全一致,造成无法用一个测点的数作者简介:靖红顺(1983-),男,学士,工程师。研究方向:特种船舶振动与噪声控制技术据来评价弹性通舱管件的隔振性能。同时,由于E-mail:hongshun_ok@163.com测点围绕通舱件均匀分布,其振动幅值代表不同24具有安装偏差的弹性通舱管件隔振性能仿真分析)))靖红顺,胡毅,刘土光方向上振动能量从激励处向外传递的情况。故采用所有测点振动能量的平均值用于评价通舱管件的隔振性能。设各点的振动加速度级为L1,L2,,,Ln,
6、从能量平均的角度出发,可以得到如下平均振动加-[1]速度级L计算公式。n-1LiL=10@lg1010(1)E图3DN32弹性通舱件部分响应云图ni=1考虑到3个正交方向上的能量是相互独立数值仿真与模型试验结果的比较见表1~3。的,同时也为了便于多种工况测试结果的比较,可由这3个表可见,其相对误差除A=2.98b时大于以将3个正交方向的振动加速度响应按能量进行5%外,其余均小于5%,表明二者吻合较好。求和,作为在一种激励情况下,振动从激振点通过表1存在轴向偏差[4]时,弹性通舱件归一弹性通舱件传递到模型舱壁上的振动量级,其求化振动加速度总振级比较[2]
7、和公式为测试轴向激励相对误水平(垂向)相对误LLL轴向周向径向状态/dB差/%激励/dB差/%L总振级=10@lg1010+1010+1010(2)D=1.07试验81.7878.33式中:L轴向、周向、L径向)))在轴向、周向和径向上mm2.1275.70-3.36计算83.51测试得到的平均振动加D=3.04试验82.9480.452.03-3.79速度级。mm计算84.6277.40实验测试很难保证不同激励系统输出力的频[4]表2存在角度偏差时,弹性通舱件归一化谱特性及量级完全一致。因此,为了便于比较,将振动加速度总振级比较各个测点得到的振动加速
8、度频谱按照输入的力谱测试轴向激励相对水平(垂向)相对进行归一化处理,即所有测点的振动加速度频谱
