CN103274024B - 船舶舱室围壁复合阻振隔声结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，包括外层面板、里层面板、框架、筋板、阻振质量块、阻尼块和填料，所述框架自下而上≥1/3高处水平设置有与框架左右边框相连接的阻振质量块，框架的上下框中竖直设置有均等间距并与框架和阻振质量块相连接的筋板，框架的两面分别连接有外层面板和里层面板，中间形成若干空腔，空腔中设置有填料和在外层面板和里层面板上至少其中一层面板上按规则敷设有至少一块阻尼块。本发明兼备舱室围壁结构减振隔声功能于一体，能有效降低了船舶舱室内部的振动噪声，显著提高舱室围壁的防火能力，并便于船舶模块化制造、安装，有效缩短船舶舱室舾装的制造时间，提高建造效率。具有良好的应用前景。

Description

船舶舱室围壁复合阻振隔声结构

技术领域

本发明涉及一种减振降噪结构，具体地说是涉及一种船舶舱室围壁复合阻振隔声结构。

背景技术

噪声是船舶生命力及环境的主要有害因素之一。机舱动力机械是船舶的主要振动噪声源，工作时将振动传递给基础，一方面通过船体向外辐射，严重地影响船舶的隐蔽性；另一方面通过船体传播到各个舱室，产生舱室内部振动噪声，影响船员的舒适性。近年来，随着海运事业的发展，船舶吨位、航速及动力装置功率的不断提高，使船舶舱室振动噪声污染日趋严重，舱室振动噪声直接影响船员的健康、生活及工作效率。

近年来船舶动力机械的单层、双层隔振技术得到了一定的发展，但船舶舱室振动噪声问题的具体控制措施主要仍是船体结构阻尼减振、吸声等传统方法，并没有重大创新。传统的船舶舱室围壁是单层围板加筋结构，以减小围板的变形，提高承压能力；在内舾装时再敷设吸声材料，用于提高舱室房间之间的隔声性能；在舱室甲板和围壁结构上粘贴阻尼材料，以提高振动从机舱至下而上传播途径上的衰减能力。

在船舶舱室建造过程中，传统的建造方法是先在钢板上焊接加强筋，再用带加筋结构的钢板焊接形成舱室围壁，然后再进行船舶舱室内部舾装，分别敷设吸声材料、阻尼材料以及表面装饰层并加以固定，这种建造方法在船台上的施工周期长，建造效率低，且舱室内部的防火能力差。

研究和探索适用于船舶舱室结构的减振降噪新技术、新方法，对于提高船舶制造效率，特别是提高舰船船员的舒适性和战斗力具有重要的意义。在船舶舱室结构振动和噪声的传递特性及定量关系分析基础上，如能设计出一种兼顾减振和隔声功能于一体的具有高传递损失特性的船舶舱室围壁结构，在不增加船舶重量、尺度与制造时间的情况下，使船舶舱室结构具备良好的隔离振动噪声传递的能力，这对船舶舱室减振降噪具有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的技术问题和缺陷，提供一种兼顾减振和隔声功能于一体的具有高传递损失特性的船舶舱室围壁复合阻振隔声结构。

为达到上述目的，本发明实现目的所采取的技术方案是：

一种船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，包括外层面板、里层面板、框架、筋板、阻尼块和填料，其特征在于：还包括阻振质量块，所述框架自下而上≥1/3高处水平设置有与框架左右边框相连接的阻振质量块，框架的上下框中竖直设置有均等间距并与框架和阻振质量块相连接的筋板，框架的两面分别连接有外层面板和里层面板，中间形成若干空腔，空腔中设置有填料和在外层面板和里层面板上至少其中一层面板上按规则敷设有至少一块阻尼块。

上述所述的外层面板、里层面板、框架和筋板的材质为钢材。

上述所述的连接为焊接连接。

上述所述的阻尼块为粘弹性阻尼。

上述所述的填料为多孔吸声材料。

上述所述的阻振质量块为空心结构或者实心结构，其端截面为“H”形，材质为高剪切模量、高密度金属材料。

上述所述的阻尼块的敷设面积为外层面板或里层面板面积的30-80％，其厚度为外层面板或里层面板厚度的1-1.5倍。

上述所述筋板的间距取船舶肋间距的0.4-1.2倍。

本发明的船舶舱室围壁复合阻振隔声结构的优点和有益效果在于：

1、本发明利用刚性隔振技术，在舱室围壁结构不发生大变形前提下可取得良好的减振降噪效果。每层船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，与传统单层加筋板构成的围壁结构相比，10Hz-5kHz频段范围的隔声量提高5dB以上，可有效降低船舶舱室由机舱动力设备引起的振动速度3dB以上，降低噪声声压级5dB以上。

2、本发明兼备舱室围壁结构减振隔声功能于一体，在最低限度增加舱室围壁重量情况下，有效降低了船舶舱室内部的振动噪声，提高舱室围壁的防火能力。具有较高的效益比，经济性好。

3、本发明便于船舶模块化制造、安装，有效缩短船舶舱室舾装的制造时间，提高建造效率。具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构构造示意图；

图2是图1中的A—A剖面图；

图3是阻尼块敷设形式示意图示例一；

图4是阻尼块敷设形式示意图示例二；

图5是阻尼块敷设形式示意图示例三；

图中：1—框架；2—外层面板；3—筋板；4—阻振质量块；5—阻尼块；6—里层面板；7—填料。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

结合图1-2，本发明的船舶舱室围壁复合结构包括框架1、外层面板2、筋板3、阻振质量块4、阻尼块5、里层面板6、填料7。其中框架1、外层面板2、里层面板6和筋板3的材质为钢材。框架1、外层面板2和里层面板6的高度均等于船舶舱室的高度，便于船舶模块化制造安装。

阻振质量块4分空心阻振质量块或实心阻振质量块两种情况，当为空心阻振质量块时可减少材料的重量，其重量应不小于相同截面外形参数下实心阻振质量块4总重量的50％；阻振质量块4的截面尺寸约为外层面板2或里层面板6厚度的5-15倍，水平焊接固定在框架自下而上≥1/3高处，与框架左右边框相连接；筋板3均等间距、竖直设置在框架1的上下框中，并与框架1和阻振质量块4相连接；框架1的两面分别连接有外层面板2和里层面板6，中间形成若干空腔，空腔中填充有填料7，填料7为多孔吸声材料，在10Hz-5kHz频带平均吸声系数达70％以上；在外层面板2和里层面板6上至少其中一层面板上按规则敷设有至少一块阻尼块5，阻尼块5为粘弹性阻尼材料，在常温下在10Hz-5kHz频带的平均损耗因子≥0.2；阻尼块5的材料为粘弹性阻尼材料，敷设面积为外层面板2的30-80％，其厚度为外层面板的1-1.5倍。

船舶舱室围壁复合阻振隔声结构的工作原理是：综合运用刚性空心阻振质量块4在最低限度增加结构重量的情况下，显著增大舱室围壁结构振动传递的阻抗失配程度，隔离舱室围壁结构振动噪声至下而上传递；将传统单层加筋板构成的围壁结构设计为夹层板空心结构，内部填充多孔吸声材料，利用吸声降噪原理，吸收同一层舱室之间通过外层面板2或里层面板6透射过来的噪声，将噪声能量转化为热能，减少噪声通过舱壁结构的透射，提高同一层舱室之间的隔声量；在外层面板2或里层面板6粘贴阻尼块5，利用阻尼减振原理，耗散振动波能量，将振动能量转化为热能，显著阻抑舱室围壁结构振动至下而上传递，并提高同一层舱室之间的隔声能力。

每层船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，与传统单层加筋板构成的围壁结构相比，10Hz-5kHz频段范围的隔声量提高5dB以上，可有效降低船舶舱室由机舱动力设备引起的振动速度3dB以上，降低噪声声压级5dB以上。

船舶舱室围壁复合阻振隔声结构应用到船舶的减振降噪中，应对船舶机舱动力设备的振动频率特性进行分析，在满足舱室围壁结构强度要求下给出舱室围壁复合阻振隔声结构的结构参数，同时兼顾舱室总布置与舱室围壁复合阻振隔声结构的安装工艺。

具体实施例如下：

船舶舱室围壁复合阻振隔声结构参数的设计应满足结构强度和承压稳定性的要求。外层面板1与里层面板6的间距取30-80mm。内部筋板3之间的间距取船舶肋间距的0.4-1.2倍，内部筋板3之间的间距越小，越有利于提高承压稳定性。

阻振质量块4尽可能设计成为空心阻振质量块，截面为“H”形，可减少材料的重量，空心阻振质量块4在重量一定情况下应尽量增大其截面高度，宽度由外层面板2、里层面板6的间距决定，以达到最佳降噪效果。

阻尼块5材料的选择应考虑机舱主要动力设备的振动频率特性，应选择在机舱主要动力设备振动频率对应的频率范围具有损耗因子较大的粘弹性阻尼材料，通过特种胶水和外层面板2或里层面板6单侧粘合，其厚度约为外层面板2或里层面板6厚度的1-1.5倍。

阻尼块5的粘贴面积由船舶舱室的减振降噪指标决定，减振降噪指标越高，粘贴面积占外层面板2或里层面板6面积的比值应越高。为节约材料成本并提高减振降噪效果，粘贴面积一般取外层面板2或里层面板6面积的30-80％。阻尼块5可切割为若干块，均布粘贴在外层面板2或里层面板6上，并在中间形成的若干空腔内，以提高船舶舱室的防火能力。

阻尼块5的具体粘贴位置可选择图3、图4、图5或其它形式。图3所示为阻尼块5粘贴在外层面板2或里层面板6被筋板3分割成若干块面积的中央，且阻尼块5与筋板3不相连，在粘贴面积比较小的情况下推荐使用这种粘贴方式，较为经济有效。图4所示为阻尼块5粘贴在外层面板2或里层面板6被筋板3分割成若干块面积的中央，阻尼块5在宽度方向与框架1的两侧相连，这种粘贴方式可有限抑制振动沿船舶舱室围壁复合阻振隔声结构至下而上传递。图5所示为阻尼块5粘贴在外层面板2或里层面板6被筋板3分割成若干块面积的中央，阻尼块5在高度方向与框架1的顶部和底部相连，在粘贴面积比较大的情况下推荐使用这种粘贴方式，可有效提高减振降噪效果。

Claims (4)

1.一种船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，包括外层面板、里层面板、框架、筋板、阻尼块和填料，其特征在于：还包括阻振质量块，所述框架自下而上≥1/3高处水平设置有与框架左右边框相连接的阻振质量块，框架的上下框中按船舶肋间距的0.4-1.2倍竖直设置有与框架和阻振质量块相连接的筋板，框架的两面分别连接有外层面板和里层面板，中间形成若干空腔，空腔中设置有多孔吸声材料的填料和在外层面板和里层面板上至少其中一层面板上按规则敷设有至少一块阻尼块；所述的阻尼块的敷设面积为外层面板或里层面板面积的30-80％，其厚度为外层面板或里层面板厚度的1-1.5倍；所述的阻振质量块为空心结构或者实心结构，其截面为“H”形，材质为高剪切模量、高密度金属材料。

2.根据权利要求1所述的船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，其特征在于：所述的外层面板、里层面板、框架和筋板的材质为钢材。

3.根据权利要求1所述的船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，其特征在于：所述的连接为焊接连接。

4.根据权利要求1所述的船舶舱室围壁复合阻振隔声结构，其特征在于：所述的阻尼块为粘弹性阻尼。