CN102943840B - 一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构，由隔声涂层、约束层和阻尼层依次组成，阻尼层与船舶壳体结构贴合；在阻尼层上均匀开有若干通孔，通孔轴线垂直于阻尼层表面；船舶壳体结构厚度、阻尼层厚度、约束层厚度、隔声涂层厚度与阻尼层上通孔直径之比为1：0.8~1.2：0.1~0.2：0.08~0.18：1~2；阻尼层采用粘弹性材料，约束层采用刚性材料，隔声涂层采用粘弹性材料。本发明通过在阻尼层上进行穿孔，并通过大量试验和分析，找到开孔的合适大小，最优地增大粘弹性材料内部受剪切变形时的面积，进而消耗更多的振动能量，提高减振效果。在约束层外侧还有一层隔声涂层，能够防止刚性约束层外表面辐射较大的声能。

Description

一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构
技术领域
本发明涉及阻尼减振技术领域，具体为一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构。
背景技术
舰船航行中的振动来自于螺旋浆、各种机电设备的运转以及波浪涌流对船体的撞击，这些振动属于宽频振动，一般来说完全避免船体各局部结构的共振是不可能的。结构在干扰力的作用下，其共振响应主要取决于阻尼的大小，因此提高舰船结构的阻尼是控制舰船振动与噪声的重要途径。约束阻尼层结构，利用粘结在结构表面的粘弹性材料的高阻尼性能，将结构共振时的动能转化为热能，从而抑制结构共振，减小声源向外辐射的能量。现有约束阻尼层采用双层结构：约束层、阻尼层，其中约束层由刚度较大的金属材料构成，阻尼层一般为粘弹性材料构成。使用时将约束阻尼层粘贴在结构振动较大的基材表面。传统的约束阻尼层减振效果不佳，且光滑的约束层表面会向外辐射较大声辐射。
发明内容
要解决的技术问题
为解决现有技术存在的问题，增大阻尼层的减振效果，降低约束层表面向外的声辐射大小，本发明提出了一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构。
技术方案
本发明的技术方案为：
所述一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构，其特征在于：由隔声涂层、约束层和阻尼层依次组成，阻尼层与船舶壳体结构贴合；在阻尼层上均匀开有若干通孔，通孔轴线垂直于阻尼层表面；船舶壳体结构厚度、阻尼层厚度、约束层厚度、隔声涂层厚度与阻尼层上通孔直径之比为1：0.8~1.2：0.1~0.2：0.08~0.18：1~2；阻尼层采用粘弹性材料，约束层采用刚性材料，隔声涂层采用粘弹性材料。
所述一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构，其特征在于：阻尼层采用N-1型丁基胶阻尼材料和6731型阻尼材料中任意一种粘弹性材料。
所述一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构，其特征在于：约束层采用镀锌铁片或玻璃钢或与船舶壳体结构相同的材料。
所述一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构，其特征在于：隔声涂层采用与阻尼层相同的材料。
有益效果
本发明通过在阻尼层上进行穿孔，并通过大量试验和分析，找到开孔的合适大小，最优地增大粘弹性材料内部受剪切变形时的面积，进而消耗更多的振动能量，提高减振效果。在约束层外侧还有一层隔声涂层，能够防止刚性约束层外表面辐射较大的声能。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
其中：1、约束层；2、隔声涂层；3、阻尼层通孔；4、阻尼层。
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本发明：
实施例1：
本实施例为在某型船舶壳体外覆盖的穿孔约束阻尼结构。该结构由隔声涂层2、约束层1和阻尼层3依次组成，其中阻尼层3与船舶壳体结构表面贴合。
阻尼层4为粘弹性材料，能够有效吸收振动产生的能量，具体可采用N-1型丁基胶阻尼材料或6731型阻尼材料，本实施例中采用了6731型阻尼材料。
在阻尼层4上均匀开有若干通孔3，通孔轴线垂直于阻尼层表面，开孔目的是增大粘弹性材料内部受剪切变形时的面积，进而消耗更多的振动能量，提高减振效果。由于各层厚度与通孔3直径之间的尺寸关系，对本结构的减振效果有影响，通过大量试验和分析，取船舶壳体结构厚度、阻尼层厚度、约束层厚度、隔声涂层厚度与阻尼层上通孔直径之比为1：1：0.15：0.15：1.3时，减振效果较好。
约束层采用刚性材料，通常采用镀锌铁片或玻璃钢或与船舶壳体结构相同的材料，本实施例中采用镀锌铁片，约束层主要用于使阻尼层产生更大的剪切变形以便于更好的吸收能量。隔声涂层采用粘弹性材料，本实施例中隔声涂层采用与阻尼层相同的6731型阻尼材料，隔声涂层在约束层外侧，主要用于防止刚性约束层1外表面辐射较大的声能。
实施例2：
本实施例为在某型船舶壳体外覆盖的穿孔约束阻尼结构。该结构由隔声涂层2、约束层1和阻尼层3依次组成，其中阻尼层3与船舶壳体结构表面贴合。
阻尼层4为粘弹性材料，能够有效吸收振动产生的能量，具体可采用N-1型丁基胶阻尼材料或6731型阻尼材料，本实施例中采用了N-1型丁基胶阻尼材料。
在阻尼层4上均匀开有若干通孔3，通孔轴线垂直于阻尼层表面，开孔目的是增大粘弹性材料内部受剪切变形时的面积，进而消耗更多的振动能量，提高减振效果。由于各层厚度与通孔3直径之间的尺寸关系，对本结构的减振效果有影响，通过大量试验和分析，取船舶壳体结构厚度、阻尼层厚度、约束层厚度、隔声涂层厚度与阻尼层上通孔直径之比为1：0.8：0.1：0.08：1时，减振效果较好。
约束层采用刚性材料，通常采用镀锌铁片或玻璃钢或与船舶壳体结构相同的材料，本实施例中采用玻璃钢，约束层主要用于使阻尼层产生更大的剪切变形以便于更好的吸收能量。隔声涂层采用粘弹性材料，本实施例中隔声涂层采用与阻尼层相同的N-1型丁基胶阻尼材料，隔声涂层在约束层外侧，主要用于防止刚性约束层1外表面辐射较大的声能。
实施例3：
本实施例为在某型船舶壳体外覆盖的穿孔约束阻尼结构。该结构由隔声涂层2、约束层1和阻尼层3依次组成，其中阻尼层3与船舶壳体结构表面贴合。
阻尼层4为粘弹性材料，能够有效吸收振动产生的能量，具体可采用N-1型丁基胶阻尼材料或6731型阻尼材料，本实施例中采用了N-1型丁基胶阻尼材料。
在阻尼层4上均匀开有若干通孔3，通孔轴线垂直于阻尼层表面，开孔目的是增大粘弹性材料内部受剪切变形时的面积，进而消耗更多的振动能量，提高减振效果。由于各层厚度与通孔3直径之间的尺寸关系，对本结构的减振效果有影响，通过大量试验和分析，取船舶壳体结构厚度、阻尼层厚度、约束层厚度、隔声涂层厚度与阻尼层上通孔直径之比为1：1.2：0.2：0.18：2时，减振效果较好。
约束层采用刚性材料，通常采用镀锌铁片或玻璃钢或与船舶壳体结构相同的材料，本实施例中采用船舶壳体结构相同的材料，约束层主要用于使阻尼层产生更大的剪切变形以便于更好的吸收能量。隔声涂层采用粘弹性材料，本实施例中隔声涂层采用与阻尼层相同的N-1型丁基胶阻尼材料，隔声涂层在约束层外侧，主要用于防止刚性约束层1外表面辐射较大的声能。

Claims (1)

1.一种用于船舶减振隔音的穿孔约束阻尼结构，其特征在于：由隔声涂层、约束层和阻尼层依次组成，阻尼层与船舶壳体结构贴合；在阻尼层上均匀开有若干通孔，通孔轴线垂直于阻尼层表面；船舶壳体结构厚度、阻尼层厚度、约束层厚度、隔声涂层厚度与阻尼层上通孔直径之比为1：0.8～1.2：0.1～0.2：0.08～0.18：1～2；阻尼层采用N-1型丁基胶阻尼材料和6731型阻尼材料中任意一种粘弹性材料；约束层采用镀锌铁片或玻璃钢或与船舶壳体结构相同的材料；隔声涂层采用与阻尼层相同的材料。
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