CN109720531A - 一种局域共振浮筏筏体隔振装置 - Google Patents

一种局域共振浮筏筏体隔振装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种局域共振浮筏筏体隔振装置，包括浮筏筏体和对称设置在浮筏筏体上的若干局域共振单元。所述局域共振单元由钢结构、橡胶体、工字型梁和倒T字型梁构成；所述钢结构的一侧依次设有截面形状为倒T字形的倒T字型梁和截面形状为工字形的工字型梁；所述倒T字型梁和工字型梁均整体嵌入橡胶体内；所述工字型梁下端突出于橡胶体，且与橡胶体紧密贴合；所述倒T字型梁和工字型梁之间设有间隙H；所述局域共振单元通过工字型梁与浮筏筏体固定连接。本发明局域共振单元部分为橡胶结构，利用局域共振带隙特性使某些频率范围的弹性波无法在结构中传播，能够在低频段获得较宽的隔振带隙，能有效地提高浮筏隔振系统的隔振性能。

Description

一种局域共振浮筏筏体隔振装置
技术领域
本发明涉及一种局域共振浮筏筏体隔振装置，是一种浮筏结构隔振装置，属于隔振降噪技术领域。
背景技术
机械振动广泛存在于国防军事、航空航天、机械动力、交通运输等领域的机器产品。抑制有害振动一直是工程技术中迫切需要解决的问题。以舰船为代表的武器装备平台中，低频振动通过内部运动件传递到壳体，并通过壳体以噪声的形式向外传播，严重损害了舰船的隐身性能。目前，浮筏隔振是舰船动力设备隔振的一种常见形式，其对中高频振动的隔离比较有效，但对低频振动的衰减效果欠佳。因此，设计开发能有效降低舰船动力设备低频隔振效果的隔振装置具有重要意义。
为提供浮筏隔振装置的低频隔振性能，本发明技术方案将局域共振结构引入浮筏结构中，利用局域共振带隙特性使某些频率范围的弹性波无法在结构中传播，能够在低频段获得较宽的隔振带隙，以控制低频振动。考虑到制备成本、结构强度等方面的要求，在不破坏浮筏板结构基体的均匀性和完整性的情况下，在均质板上附加若干局域共振单元以提升浮筏隔振系统的隔振性能。
发明内容
发明目的：为克服浮筏低频段隔振效果差的缺陷，本发明提供一种局域共振浮筏筏体隔振装置，特别适用于舰船浮筏隔振系统。通过浮筏筏体装置和局域共振单元来降低舰船动力设备的振动，使其在低频段也具有较好的隔振效果。本发明主要适用于舰船动力设备隔振系统，如舰船发电机组浮筏隔振系统。
技术方案：为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种局域共振浮筏筏体隔振装置，包括浮筏筏体和对称设置在所述浮筏筏体上的若干局域共振单元；所述局域共振单元由钢结构、橡胶体、倒T字型梁和工字型梁构成；所述钢结构的一侧依次设有倒T字型梁和工字型梁；所述倒T字型梁整体嵌入所述橡胶体内；所述工字型梁下端突出于所述橡胶体，且与所述橡胶体紧密贴合；所述倒T字型梁和所述工字型梁之间设有间隙H；所述局域共振单元通过所述工字型梁与所述浮筏筏体固定连接。
进一步优选的，所述局域共振单元为柱形，所述局域共振单元的总高度为20mm～120mm。
进一步优选的，所述局域共振单元的直径为其总高度的1～9倍。
进一步优选的，所述倒T字型梁和工字型梁之间的间隙H为局域共振单元总高度的1/6至1/3。
进一步优选的，所述橡胶体材质为天然胶或丁晴胶等。
进一步，所述倒T字型梁与所述钢结构通过焊接连接。
进一步，所述橡胶体采用硫化工艺包裹所述工字型梁和所述倒T字型梁，与所述钢结构相连接，形成局域共振单元。
进一步，所述工字型梁与所述浮筏筏体通过焊接连接。
进一步，所述局域共振单元在所述浮筏筏体上的排列方式为“九宫格形”或“田字格形”或围绕所述浮筏筏体的减重孔呈“口字形”均匀排列等。
有益效果：本发明提供的局域共振浮筏筏体隔振装置，具有以下优点：
当前舰船动力设备隔振的难点是低频段的隔振。传统浮筏隔振装置虽然在中高频段具有较好的隔振效果，但在低频段隔振性能较差。本发明通过局域共振单元使得浮筏在低频段也具有很好的隔振效果，极大地拓展了浮筏隔振装置的隔振频段。其次，本发明采用硫化工艺制成的局域共振单元结构简单、便于安装。
附图说明
图1为本发明实施例中局域共振单元的构造示意图；
图2为本发明实施例中若干局域共振单元分布于浮筏筏体的主视截面图；
图3为本发明实施例中若干局域共振单元分布于浮筏筏体的左视截面图；
图4为本发明实施例中若干局域共振单元呈“口字形”均匀排列的分布图；
图5为本发明实施例中若干局域共振单元呈“九宫格形”均匀排列的分布图；
图6为本发明实施例中若干局域共振单元呈“田字格形”均匀排列的分布图；
图7为采用本发明实施例中图4排列方式的局域共振浮筏筏体隔振装置与采用传统浮筏隔振装置的振级落差比较图；
其中，1为钢结构、2为橡胶体，3为工字型梁、4为浮筏筏体、5为倒T字型梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种局域共振浮筏筏体隔振装置，包括浮筏筏体4和对称设置在所述浮筏筏体4上的若干局域共振单元；所述局域共振单元包括钢结构1、橡胶体2、工字型梁3和倒T字型梁5，所述钢结构的一侧依次设有截面形状为倒T字形的倒T字型梁5和截面形状为工字形的工字型梁3，所述倒T字型梁5整体嵌入所述橡胶体2内；所述工字型梁下端突出于所述橡胶体，且与所述橡胶体紧密贴合；所述倒T字型梁5和所述工字型梁3之间设有间隙H；所述局域共振单元通过所述工字型梁3与所述浮筏筏体4固定连接。
所述钢结构1和所述橡胶体2均为柱形，所述钢结构1的截面形状为长方形；所述钢结构1的直径为180mm，厚度均为10mm；所述橡胶体2的形状大小与所述钢结构1的形状大小相同。
所述倒T字型梁5的横向板和所述工字型梁3的上端横向板为圆形薄板，其直径均为60mm，厚度均为0.5mm；所述倒T字型梁5和所述工字型梁3的竖向板为圆柱形细杆，直径均为1mm，长度均为2.5mm；所述工字型梁3的下端横向板为圆形薄板，其直径为200mm，厚度为0.5mm。
所述倒T字型梁5焊接在所述钢结构1上。
所述橡胶体2材质选为丁晴胶。
所述间隙H设置为5mm。
通过硫化工艺使所述橡胶体2、所述工字型梁3、所述钢结构1和所述倒T字型梁5形成局域共振单元。
所述局域共振单元通过所述工字型梁3与浮筏筏体4焊接连接。
如图2所示，在横向上，所述浮筏筏体4的上端面和下端面各均匀分布10组所述局域共振单元。
如图3所示，在纵向上，所述浮筏筏体4的上端面和下端面各均匀分布11组所述局域共振单元。
如图4所示，所述局域共振单元在所述浮筏筏体4上的排列方式为围绕所述浮筏筏体的减重孔呈“口字形”均匀排列。
如图5所示，所述局域共振单元在所述浮筏筏体4上的排列方式为“九宫格形”均匀排列。
如图6所示，所述局域共振单元在所述浮筏筏体4上的排列方式为“田字格形”均匀排列。
在本实施例的数据对比试验中，局域共振单元排列方式按图4布置，机组为两台柴油发电机，其中两台机组中心距为1.95m，所述两台柴油发电机组和所采用的隔振装置总重量为3800kg，所述柴油发电机组额定转速为1500rpm。所述浮筏筏体4高度为0.35m，所述浮筏筏体4的外形尺寸为3.31m*2.79m*0.35m。
如图7所示，可以看出：当所述局域共振单元在所述浮筏筏体4上的排列方式如图4时，局域共振浮筏筏体隔振装置相较于传统浮筏隔振装置在0～135Hz低频段内振级落差提高了20dB左右，在570～1000Hz中高频段内振级落差提高了15dB左右。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：包括浮筏筏体(4)和对称设置在所述浮筏筏体(4)上下平面的若干局域共振单元，所述局域共振单元由钢结构(1)、橡胶体(2)、工字型梁(3)和倒T字型梁(5)构成；所述钢结构(1)的一侧依次设有截面形状为倒T字形的倒T字型梁(5)和截面形状为工字形的工字型梁(3)，所述倒T字型梁(5)整体嵌入所述橡胶体(2)内；所述工字型梁(3)的下端突出于所述橡胶体(2)，且与所述橡胶体(2)紧密贴合；所述倒T字型梁(5)和所述工字型梁(3)之间设有间隙H；所述局域共振单元通过所述工字型梁(3)与所述浮筏筏体(4)固定连接。
2.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述局域共振单元为柱形，所述局域共振单元的总高度为20mm～120mm。
3.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述局域共振单元的直径为其总高度的1～9倍。
4.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述间隙H为局域共振单元总高度的1/6～1/3。
5.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述浮筏筏体(4)上均匀开设若干减重孔。
6.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述橡胶体(2)的材质为天然胶或丁晴胶。
7.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述倒T字型梁(5)与所述钢结构(1)的连接为焊接连接。
8.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述橡胶体(2)采用硫化工艺包裹所述工字型梁(3)和所述倒T字型梁(5)，与所述钢结构(1)相连接形成局域共振单元。
9.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述工字型梁(3)与所述浮筏筏体(4)的连接为焊接连接。
10.如权利要求1所述的一种局域共振浮筏筏体隔振装置，其特征在于：所述局域共振单元在所述浮筏筏体(4)上的排列方式为“九宫格形”或“田字格形”或围绕所述浮筏筏体(4)的减重孔呈“口字形”均匀排列。
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