CN110816747A - 一种舰船减振水舱、油舱、船舶 - Google Patents
一种舰船减振水舱、油舱、船舶 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种舰船用减振水舱方案。该方案包括：水舱、垂向隔振器、垂向阻尼器、横向隔振器、横向阻尼器及限位器。各方向隔振器、阻尼器及限位器均与船体采用螺栓安装，各方向隔振器、阻尼器及限位器与水舱也采用螺栓安装。本方案通过匹配水舱质量及隔振阻尼系统的垂向和横向刚度及阻尼，可实现舰船水平及垂向总振动响应减振50％的效果。
Description
技术领域
本发明属舰船减振降噪领域，尤其是采用舰船总体技术中的结构振动控制技术的一种舰船减振水舱。
背景技术
舰船减振降噪设计是舰船设计中必不可少的过程。目前对于船体结构减振降噪设计主要针对舰船主要振动源包括螺旋桨、主辅机等设备进行总振动及局部振动设计较核，通过设计使舰船结构局部振动固有频率及总振动固有频率错开主要设备常用工况的运转频率，满足规范的频率储备要求。
在舰船结构设计中当结构固有频率不满足频率储备要求时，对于舰船局部振动而言，可以采取局部结构板厚加强、局部构件加强等方法错开激励频率主动解决，也可采用敷设阻尼等方式减小振动响应被动解决。但对于舰船总振动而言，由于总振动固有频率较低，其振型是整体性的，难通过结构局部加强的方式进行主动解决，对其被动敷设阻尼效果也不理想。故在舰船设计中如果发生舰船总振动频率错不开的情况，很难从结构的角度来解决。实际工程主要通过调节激励源转速等方式解决，但如果激励源的转速涉及考核航速等原因不能错开的情况下，就很难有解决方案，这也是目前工程遇到的一个技术难题。
发明内容
本项发明要解决的技术问题是在舰船螺旋桨或轴系转速与船体结构总振动固有频率发生难以错开的情况下，舰船总振动响应的振动控制问题。本发明设计了一种减振水舱方案，可实现对舰船总振动响应的振动控制。
为解决上述技术问题，发明了一种减振水舱总振动控制方案。该方案利用船上现有的水舱或油舱，将其通过阻尼隔振器悬浮安装，设计安装阻尼隔振器的刚度及阻尼，通过水舱或油舱的谐振质量阻尼的设计，以实现舰船总振动响应的控制。
本发明实施例提供了一种用于总振动控制的减振水舱，其特征在于，所述水舱通过阻尼减振器以及限位器安装于船体内，并且能够在船体内部悬浮，通过调整阻尼减振器以及限位器的数量及参数，使得水舱的横向固有频率与需要控制的船体总振动水平固有频率一致。
优选地，所述阻尼减振器包括垂向阻尼减震器，所述垂向阻尼减震器通过连接件设置在所述水舱底部与船体底面之间。
优选地，所述阻尼减振器还包括横向阻尼减振器，所述横向阻尼减振器通过连接件设置在水舱的四周与船体内侧面之间。
优选地，所述限位器通过连接件设置在水舱的四周与船体内侧面之间。
优选地，所述水舱设置于船体的船首或船尾。
优选地，所述水舱与船体之间留有的运动空间大于500mm。
优选地，所述连接件为螺栓。
本发明另一个实施例还提供了一种与所述的减振水舱的结构相同的油舱。
本发明另一个实施例又提供了一种安装有如所述的水舱或油舱的船舶。
该方案根据实际舰船的布置情况，选择舰船首部或尾部区域的水舱或油舱。将水舱或油舱四周及上下均隔离开，留出舱室可以活动的间距及阻尼器、隔振器安装的空间。分别设计舱室水平及垂向安装的刚度，将水舱整体的总质量、刚度及阻尼与全船的总振动固有频率进行匹配，即水舱含隔振器的局部振动系统的固有频率设计为与船体总振动频率接近一致，匹配后实现舰船总振动响应的控制。
附图说明
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例的减振水舱方案整体示意图；
图2为本发明实施例的减振水舱方案侧向示意图；
图3是本发明实施例的减振水舱总振动控制方案俯视图。
附图标记如下：
水舱1，垂向减振器2，垂向阻尼器3，横向减振器4，横向阻尼器5，限位器6，船体结构7
水舱结构整体质量为m，垂向减振器刚度为k1，垂向阻尼器阻尼为c1,横向减振器刚度为k2，横向阻尼器阻尼为c2。
具体实施方式
如图1～3是减振水舱方案示意图。一种用于总振动控制的减振水舱，其特征在于，所述水舱通过阻尼减振器以及限位器安装于船体内，并且能够在船体内部悬浮，通过调整阻尼减振器以及限位器的数量及参数，使得水舱的横向固有频率与需要控制的船体总振动水平固有频率一致。
根据本发明的一个实施例，所述阻尼减振器包括垂向阻尼减震器，所述垂向阻尼减震器通过连接件设置在所述水舱底部与船体底面之间。
根据本发明的一个实施例，所述阻尼减振器还包括横向阻尼减振器，所述横向阻尼减振器通过连接件设置在水舱的四周与船体内侧面之间。
根据本发明的一个实施例，所述限位器通过连接件设置在水舱的四周与船体内侧面之间。
根据本发明的一个实施例，所述水舱设置于船体的船首或船尾。
根据本发明的一个实施例，所述水舱与船体之间留有的运动空间大于500mm。
根据本发明的一个实施例，所述连接件为螺栓。
本发明的另一个实施例还提供了一种与所述的减振水舱的结构相同的油舱。
本发明的另一个实施例还提供了一种安装有如上所述的水舱或油舱的船舶。
该方案根据实际舰船的布置情况，选择舰船首部或尾部区域的水舱或油舱。将水舱或油舱四周及上下均隔离开，留出舱室可以活动的间距及阻尼隔振器安装的空间。分别设计舱室水平及垂向安装的刚度，将水舱整体的总质量、刚度及阻尼与全船的总振动固有频率进行匹配，匹配后实现舰船总振动响应的控制。
下面以具体的例子说明本发明的方案。本减振水舱方案主要由水舱结构、垂向减振器和垂向阻尼器若干、横向减振器和横向阻尼器若干及若干限位器等部件组成。水舱结构含水整体重量为m，单个垂向减振器刚度为k1,单个垂向阻尼器阻尼为c1，单个横向减振器刚度为k2,单个横向阻尼器阻尼为c2。
设计减振水舱时，结合实际情况，在船首或船尾区域选择好水舱的合理位置。垂向隔振器2、阻尼器3与船体7底部结构螺栓固定，横向隔振器4、横向阻尼器5与船体7舱壁结构螺栓固定，水舱1与垂向隔振器2、垂向阻尼器3、横向隔振器4、横向阻尼器5及限位器也是螺栓固定。
本例取水舱重量为8吨，垂向隔振器共8个，每个隔振器刚度为180KN/m，垂向阻尼器阻尼为0.03，横向隔振器共8个，每个隔振器刚度为150KN/m，垂向阻尼器阻尼为0.03，垂向、横向及纵向各配有4个限位器。水舱局部振动系统的垂向固有频率约2.1Hz，横向固有频率约1.9Hz，分别与船体的总振动垂向及水平固有频率接近一致。
Claims (9)
1.一种用于总振动控制的减振水舱，其特征在于，所述水舱通过阻尼减振器以及限位器安装于船体内，并且能够在船体内部悬浮，通过调整阻尼减振器以及限位器的数量及参数，使得水舱的横向固有频率与需要控制的船体总振动水平固有频率一致。
2.如权利要求1所述的减振水舱，其特征在于，所述阻尼减振器包括垂向阻尼减震器，所述垂向阻尼减震器通过连接件设置在所述水舱底部与船体底面之间。
3.如权利要求2所述的减振水舱，其特征在于，所述阻尼减振器还包括横向阻尼减振器，所述横向阻尼减振器通过连接件设置在水舱的四周与船体内侧面之间。
4.如权利要求3所述的减振水舱，其特征在于，所述限位器通过连接件设置在水舱的四周与船体内侧面之间。
5.如权利要求1-4任一项所述的减振水舱，其特征在于，所述水舱设置于船体的船首或船尾。
6.如权利要求1-5任一项所述的减振水舱，其特征在于，所述水舱与船体之间留有的运动空间大于500mm。
7.如权利要求2-4所述的减振水舱，其特征在于，所述连接件为螺栓。
8.一种与权利要求1-7任一项所述的减振水舱的结构相同的油舱。
9.一种安装有如权利要求1-8所述的水舱或油舱的船舶。
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2019
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