CN116244834A - 基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法及系统 - Google Patents

基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法及系统，属于船舶减振降噪技术领域，其中，该方法包括：根据待减振设备信息获取设备减振要求；建立设备‑基座‑船体结构有限元计算模型，再根据设备减振要求确定减振装置设计需求，再确定减振装置参数；根据设备‑基座‑船体结构有限元计算模型和减振装置参数建立设备‑装置‑基座‑船体结构有限元减隔振评估模型，以加速度振级落差为评价指标，判断加速度振级落差是否满足减振装置设计需求，满足则确定减振装置最终形式，反之重新设计减振装置至满足设计需求。该方法可进行定量计算和有效评估减隔振效果，流程简单、具备较高的通用性，可提高减振装置设计效率。

Description

基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法及系统
技术领域
本发明涉及船舶减振降噪技术领域，特别涉及一种基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法及系统。
背景技术
主机、发电机等船用设备工作产生的振动是船舶机械噪声的主要来源，船用设备激励一般通过基座等结构传递至船体结构，减隔振元件是船舶振动噪声控制的重要屏障，其减振性能直接决定船舶辐射噪声水平。近年来，我国逐渐完善了船舶机械设备减隔振体系，实现了船舶辐射噪声控制水平的稳步提升，但低频减振效果仍不满足新型反潜探测体系下的隐蔽性要求，主要原因是现有减隔振元件基于经典隔振理论设计，依靠隔振器点对点传递激励力，要求激励力频率与减振元件固有频率比不小于2，进一步提升减隔振效果需采用主动控制或尽可能降低减振元件固有频率，由此对船舶减振元件设计及资源消耗等带来严峻挑战。在传统减隔振元件设计过程中，通常根据设备各物理参数的控制频段对减隔振元件进行设计与改进，使系统获得更优的隔振效果，但当激励频率过低时，实现低频隔振只能通过减小系统的刚度或者增加隔振体的质量，这对于隔振系统的稳定性和船舶的轻量化都是不利的，因此对于低频或是更低频隔振还需寻求新的解决办法。
现有针对上述问题主要有两种方案：一种全回转舵桨双层减振装置及其设计方法和船舶发动机用减振装置，其中，一种全回转舵桨双层减振装置，包括全回转舵桨装置的安装台架、多个沿安装台架上、下面板四周均匀布置的具有三向刚度的减振块、固定减振块并对全回转舵桨装置起限位作用的减振块罩壳，以及安装减振块罩壳的基座结构等。该减振装置可同时对全回转舵桨装置的垂向、横向、纵向、扭转方向及其藕合振动进行有效的减振，由于多个减振块沿安装台架四周并且分上、下两层均匀布置，能同时有效控制输入轴扭矩和螺旋桨推进力作用下引起的减振块变形，既减少舵桨装置输入轴的动态变形问题，又降低舵桨装置传递到船舵结构的振动，从而提高运行稳定性，但该方案隔振形式单一且轻量化不足；船舶发动机用减振装置，包括上层支撑件和下层支撑件，在上层支撑件和下层支撑件之间左右隔离对称设置有分别与上层支撑件和下层支撑件固定连接的两列多排中间减振件，中间减振件包括用于与下层支撑件相连接的支撑底座，在支撑底座上平面连接有顶部开口的半球形空腔减振罩，顶部开口连接有法兰，法兰设有的中心孔中安装有一端伸入半球形空腔减振罩空腔中的限位杆，限位杆的另一端与上层支撑件相连接，半球形空腔减振罩空腔中还填充有若干减振金属颗粒，该方案虽有较好的减振效果，但制作工艺较为复杂且使用范围受限。
因此，亟待一种高效减振，尤其是低频减振、且结构简单与轻量化的减振装置以及其设计方法。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法，该方法流程简单、具备较高的通用性，可提高减振装置设计效率。
为此，本发明的另一个目的在于提出一种基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统。
本发明的又一个目的在于提出一种计算机设备。
本发明的还一个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法，包括以下步骤：步骤S1，根据待减振设备信息获取设备减振要求，其中，所述设备减振要求包括设备运行环境振动要求以及设备减振装置所需达到的减振水平要求；步骤S2，建立设备-基座-船体结构有限元计算模型，根据待检测设备振动特性及所述设备减振要求确定减振装置设计需求；步骤S3，根据所述待减振设备信息及所述减振装置设计需求确定减振装置参数；步骤S4，将所述减振装置参数输入所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中，以加速度振级落差为评价指标，判断所述加速度振级落差是否满足所述减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设计所述减振装置参数，直至设计满足。
本发明实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法，可进行定量计算和有效评估减隔振效果，流程简单，具备较高的通用性，可提高减振装置设计效率，具有良好的实用性和广泛的应用领域，便于技术推广。
另外，根据本发明上述实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S2具体包括：步骤S201，根据所述待减振设备、预设基座和预设船体结构信息，建立所述设备-基座-船体结构有限元计算模型；步骤S202，通过所述设备-基座-船体结构有限元计算模型判断无减振装置状态下，设备运行是否满足所述设备运行环境振动要求，若满足，则所述待减振设备无减振装置设计需求，若不满足，则明确所述减振装置设计需求。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S3具体包括：步骤S301，根据设备机脚位置及设备刚度及稳定性要求，确定承压面板布置特征，其中，所述承压面板布置特征包括承压面板子结构数量、尺寸、排布方式及厚度；步骤S302，根据所述承压面板布置特征及设备激励特性，确定液囊层布置特征，其中，所述液囊层布置特征包括液囊层覆盖范围、液囊数量、液囊层厚度以及液囊内容液体；步骤S303，根据所述液囊层布置特征与设备低频减振要求，确定分子弹簧减振器尺寸及数量；步骤S304，根据所述液囊层覆盖范围及厚度，确定液囊隔板与限位槽尺寸。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S4具体包括：步骤S401，根据所述减振装置参数和所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际结构尺寸，在有限元仿真软件中建立初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型；步骤S402，根据所述减振装置参数和所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际材料信息、实际边界，赋予所述初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型的材料属性，并设置边界调节，得到设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型；步骤S403，根据计算需求，对所述设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型划分有限元网络，计算仿真计算结果，进而求解所述加速度振级落差；步骤S404，以加速度振级落差为评价指标，判断所述加速度振级落差是否满足所述减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设置减振装置参数，直至满足。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统，包括：确定设备减振要求模块，用于根据待减振设备信息获取设备减振要求，其中，所述设备减振要求包括设备运行环境振动要求以及设备减振装置所需达到的减振水平要求；确定减振装置设计需求模块，用于建立设备-基座-船体结构有限元计算模型，根据待检测设备振动特性及所述设备减振要求确定减振装置设计需求；确定减振装置参数模块，用于根据所述待减振设备信息及所述减振装置设计需求确定减振装置参数；确定减振装置最终形式模块，用于将所述减振装置参数输入所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中，以加速度振级落差为评价指标，判断所述加速度振级落差是否满足所述减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回所述确定减振装置参数模块重新设计所述减振装置参数，直至设计满足。
本发明实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统，可进行定量计算和有效评估减隔振效果，流程简单，具备较高的通用性，可提高减振装置设计效率，具有良好的实用性和广泛的应用领域，便于技术推广。
另外，根据本发明上述实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述确定减振装置设计需求模块具体包括：第一模型构建单元，用于根据所述待减振设备、预设基座和预设船体结构信息，建立所述设备-基座-船体结构有限元计算模型；明确减振装置设计需求单元，用于通过所述设备-基座-船体结构有限元计算模型判断无减振装置状态下，设备运行是否满足所述设备运行环境振动要求，若满足，则所述待减振设备无减振装置设计需求，若不满足，则明确所述减振装置设计需求。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述确定减振装置设计需求模块具体包括：第一模型构建单元，用于根据所述待减振设备、预设基座和预设船体结构信息，建立所述设备-基座-船体结构有限元计算模型；明确减振装置设计需求单元，用于通过所述设备-基座-船体结构有限元计算模型判断无减振装置状态下，设备运行是否满足所述设备运行环境振动要求，若满足，则所述待减振设备无减振装置设计需求，若不满足，则明确所述减振装置设计需求。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述确定减振装置参数模块具体包括：第一参数确定单元，用于根据设备机脚位置及设备刚度及稳定性要求，确定承压面板布置特征，其中，所述承压面板布置特征包括承压面板子结构数量、尺寸、排布方式及厚度；第二参数确定单元，用于根据所述承压面板布置特征及设备激励特性，确定液囊层布置特征，其中，所述液囊层布置特征包括液囊层覆盖范围、液囊数量、液囊层厚度以及液囊内容液体；第三参数确定单元，用于根据所述液囊层布置特征与设备低频减振要求，确定分子弹簧减振器尺寸及数量；第四参数确定单元，用于根据所述液囊层覆盖范围及厚度，确定液囊隔板与限位槽尺寸。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述明确减振装置设计需求单元包括：初始模型构建单元，用于根据所述减振装置参数和所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际结构尺寸，在有限元仿真软件中建立初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型；第二模型构建单元，用于根据所述减振装置参数和所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际材料信息、实际边界，赋予所述初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型的材料属性，并设置边界调节，得到设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型；求解单元，用于根据计算需求，对所述设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型划分有限元网络，计算仿真计算结果，进而求解所述加速度振级落差；确定减振装置最终形式单元,用于以加速度振级落差为评价指标，判断所述加速度振级落差是否满足所述减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设置减振装置参数，直至满足。
本发明又一方面实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述实施例所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法。
本发明还一方面实施例提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法的流程图；
图2是本发明一个实施例的减振装置最终形式的整体示意图；
图3是本发明一个实施例的减振装置最终形式的结构示意图；
图4是利用本发明实施例设计的层叠复合减振装置前后船舶水下辐射噪声的对比图；
图5是本发明一个实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统的结构示意图。
附图标记说明：
1-承压面板子结构、2-铰链、3-液囊层、4-液囊隔板、5-分子弹簧减振器、6-底板、7-限位槽、100-基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统、101-确定设备减振要求模块、102-确定减振装置设计需求模块、103-确定减振装置参数模块和104-确定减振装置最终形式模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法及系统，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法。
图1是本发明一个实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法的流程图。
如图1所示，该基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法包括以下步骤：
在步骤S1中，根据待减振设备信息获取设备减振要求，其中，设备减振要求包括设备运行环境振动要求以及设备减振装置所需达到的减振水平要求。
具体地，待减振设备信息包括但不限于设备重量、设备尺寸、设备安装情况、设备机脚位置、设备对振动防护等级、设备隔振频段的需求、设备运行时允许最大偏移量以及设备激励载荷特性等，其中设备激励载荷特性包括但不限于激励载荷形式和激励载荷曲线，激励载荷形式包括不平衡激扰力、不平衡激扰力矩、不平衡激扰力与力矩联合作用，激励载荷曲线包括设备激励频率分布情况、激励响应峰值信息等。
在步骤S2中，建立设备-基座-船体结构有限元计算模型，根据待检测设备振动特性及设备减振要求确定减振装置设计需求。
进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S2具体包括：
步骤S201，根据待减振设备、预设基座和预设船体结构信息，建立设备-基座-船体结构有限元计算模型；
步骤S202，通过设备-基座-船体结构有限元计算模型判断无减振装置状态下，设备运行是否满足设备运行环境振动要求，若满足，则待减振设备无减振装置设计需求，若不满足，则明确减振装置设计需求。
具体地，根据待减振设备、预设基座和预设船体结构信息，建立设备-基座-船体结构有限元计算模型，其中，建模过程中，可将设备简化为等质量的均值立方体结构，基座结构及船体结构模型的简化处理必须保持与原始模型的总质量及质量分布一致，但可根据计算效率需求对模型进行合理截断；在建立结构模型的基础上，赋予结构模型对应的材料属性，包括结构材料密度、阻尼、杨氏模量、泊松比等必要材料参数，保证所建立的模型材料信息与实际结构一致；根据实际应用情况设置边界条件；根据计算频段需求，对有限元模型进行网格划分，需保证网格划分后的模型有足够的计算精度和较高的计算效率；
再判断无减振装置状态下，设备运行是否满足设备运行环境振动要求，若满足，则表明该设备无减振装置设计需求，若不满足，则可进一步明确减振装置设计需求；根据设备信息及减振装置设计需求等，设置减振装置参数。
在步骤S3中，根据待减振设备信息及减振装置设计需求确定减振装置参数。
如图2和3所示，本发明实施例提及的减振装置包括：承压面板子结构1、铰链2、液囊层3、液囊隔板4、分子弹簧减振器5、底板6、限位槽7，其中，减振装置设计需求主要包括隔振液层结构2的设计和基座面板4的设计；限位槽7包括但不限于各种类别的可限制液囊层发生较大位移的限位装置。减振装置各组件参数包括选取承压面板、液囊层、液囊隔板、分子弹簧减振器、底板、限位槽等各装置组件的尺寸及其布放位置。
需要说明的是，本发明实施例所设计的表面波与分子弹簧减振装置的减震原理为：
由水波理论可知，波浪中流体质点在水平和垂直方向作简谐运动，有限水深水质点作椭圆运动，椭圆中心为平衡位置，波动能量主要集中于液体表面，驻波能量随水深增加呈指数函数迅速衰减，如能在船舶减振元件构造表面波环境，则能大幅提升减振元件减振性能。分子弹簧减振器由水和多孔疏水材料组成，当外力压缩分子弹簧介质至一定压强时，水分子侵入多孔疏水材料，分子弹簧刚度降低；当卸载时，水分子自动从微孔逸出，实现机械能和表面能的相互转化，分子弹簧减振器总体呈现“高静低动”的分段刚度特性。因此，如能将表面波高效减振的波能转换、能量层级分配特性和分子弹簧“高静低动”特性引入船舶减振元件设计，可大幅提升减振效果。
进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S3具体包括：
步骤S301，根据设备机脚位置及设备刚度及稳定性要求，确定承压面板布置特征，其中，承压面板布置特征包括承压面板子结构数量、尺寸、排布方式及厚度，具体地，根据设备机脚位置，初步确定承压面板整体尺寸，并初步确定承压面板子结构数量和布置位置，同时，尽量使设备机脚位置保持在承压面板子结构中心位置，子面板数量越多，结构的振动响应越小，但是面板的拆解同样会引起装置上层振动的加剧，因此建议面板数量与机脚数量与之比为1-2为宜；根据设备刚度及稳定性要求，初步确定承压面板厚度，增大承压面板厚度可降低结构响应，同时可提升设备的稳定程度与减振装置刚度，但承压面板厚度的增大也将使得装置重量增加；
步骤S302，根据承压面板布置特征及设备激励特性，确定液囊层布置特征，其中，液囊层布置特征包括液囊层覆盖范围、液囊数量、液囊层厚度以及液囊内容液体，具体地，根据承压面板整体尺寸，确定液囊层覆盖范围，液囊层覆盖范围所占承压面板的百分比并非越大隔振效果越好，且液囊层接触面积应至少涵盖设备机脚激励所包围区域；根据承压面板子结构数量及其布置位置，确定液囊数量，液囊层中液囊数量的增加可有效降低结构振动响应，将一个大尺寸的液囊按激励位置替换为多个小液囊后，整体隔振水平将提升，同时也会相对削弱其低频的隔振效果，考虑到增加液囊数量将使得筏架结构更为复杂，制造成本将增加，可根据工程实际情况，建议选择大尺寸液囊或多种尺寸液囊组合；根据设备激励特性及设备稳定性要求，确定液囊层厚度，液囊层的厚度将提升装置的隔振效果，然而随着装置厚度的上升，将增加设备的不稳定性，对于有一定平稳性要求的设备，液囊层厚度不宜过大；根据流体介质波动特性，确定液囊内容液体，液囊中液体密度的降低及液体动力粘性系数的增大，可有效降低结构的振动响应水平，将拥有更优的隔振效果；
步骤S303，根据液囊层布置特征与设备低频减振要求，确定分子弹簧减振器尺寸及数量，具体地，分子弹簧减振器有效压缩面积的增加，可有效增加分子弹簧各段刚度，且分子弹簧减振器工作段刚度随着多孔疏水材料填充质量的增加而降低，可通过改变参数灵活调节分子弹簧减振器的性能，用以满足不同设备减隔振需求；
步骤S304，根据液囊层覆盖范围及厚度，确定液囊隔板与限位槽尺寸，其中，液囊隔板与限位槽应略大于液囊层覆盖范围，同时，限位槽高度应低于承压面板高度，避免承压面板与限位槽发生接触。
在步骤S4中，将所述减振装置参数输入所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中，以加速度振级落差为评价指标，判断加速度振级落差是否满足减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设计减振装置参数，直至设计满足。
进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S4具体包括：
步骤S401，根据减振装置参数和设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际结构尺寸，在有限元仿真软件中建立初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型，其中，初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型包括：设备简化模型、减振装置模型、基座模型、船体结构模型、以及振动声辐射系统评估模型，保证所建立模型结构形式及尺寸与实际结构一致；其中，设备模型可用等质量的立方体等效替代，模型的简化处理必须保持与原始模型的总质量相同，且质量分布一致，可根据计算效率需求对模型进行合理截断；
步骤S402，根据减振装置参数和设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际材料信息、实际边界，赋予初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型的材料属性，并设置边界调节，得到设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型，其中，材料属性包括结构材料密度、阻尼、杨氏模量、泊松比等必要材料参数，保证所建立的模型材料信息与实际结构一致，设置模型边界条件，应保证所建立模型的边界条件与实际应用中的边界条件一致；
步骤S403，根据计算需求，对设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型划分有限元网络，计算仿真计算结果，进而求解加速度振级落差，其中，对有限元模型划分有限元网格，应保证网格划分后的模型有足够的计算精度；
步骤S404，以加速度振级落差为评价指标，判断加速度振级落差是否满足减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设置减振装置参数，直至满足。
如图4所示，为经仿真计算采用本发明实施例设计的层叠复合减振装置前后船舶水下辐射噪声的对比图，分别建立了是否考虑弹簧减振系统两套数值仿真模型，结果表明，考虑本发明实施例设计的减振装置可有效降低船舶辐射噪声达8-12dB。
综上，根据本发明实施例提出的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法，可进行定量计算和有效评估减隔振效果，流程简单，具备较高的通用性，可提高减振装置设计效率，具有良好的实用性和广泛的应用领域，便于技术推广。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统。
图5是本发明一个实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统的结构示意图。
如图5所示，该系统100包括：确定设备减振要求模块101、确定减振装置设计需求模块102、确定减振装置参数模块103和确定减振装置最终形式模块104。
其中，确定设备减振要求模块101用于根据待减振设备信息获取设备减振要求，其中，设备减振要求包括设备运行环境振动要求以及设备减振装置所需达到的减振水平要求。确定减振装置设计需求模块102用于建立设备-基座-船体结构有限元计算模型，根据待检测设备振动特性及设备减振要求确定减振装置设计需求。确定减振装置参数模块103用于根据待减振设备信息及减振装置设计需求确定减振装置参数。确定减振装置最终形式模块104用于将减振装置参数输入设备-基座-船体结构有限元计算模型中，以加速度振级落差为评价指标，判断加速度振级落差是否满足减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回确定减振装置参数模块重新设计减振装置参数，直至设计满足。
进一步地，在本发明的一个实施例中，确定减振装置设计需求模块102具体包括：
第一模型构建单元，用于根据待减振设备、预设基座和预设船体结构信息，建立设备-基座-船体结构有限元计算模型；
明确减振装置设计需求单元，用于通过设备-基座-船体结构有限元计算模型判断无减振装置状态下，设备运行是否满足设备运行环境振动要求，若满足，则待减振设备无减振装置设计需求，若不满足，则明确减振装置设计需求。
进一步地，在本发明的一个实施例中，确定减振装置参数模块103具体包括：
第一参数确定单元，用于根据设备机脚位置及设备刚度及稳定性要求，确定承压面板布置特征，其中，承压面板布置特征包括承压面板子结构数量、尺寸、排布方式及厚度；
第二参数确定单元，用于根据承压面板布置特征及设备激励特性，确定液囊层布置特征，其中，液囊层布置特征包括液囊层覆盖范围、液囊数量、液囊层厚度以及液囊内容液体；
第三参数确定单元，用于根据液囊层布置特征与设备低频减振要求，确定分子弹簧减振器尺寸及数量；
第四参数确定单元，用于根据液囊层覆盖范围及厚度，确定液囊隔板与限位槽尺寸。
进一步地，在本发明的一个实施例中，明确减振装置设计需求单元104包括：
初始模型构建单元，用于根据减振装置参数和设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际结构尺寸，在有限元仿真软件中建立初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型；
第二模型构建单元，用于根据减振装置参数和设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际材料信息、实际边界，赋予初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型的材料属性，并设置边界调节，得到设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型；
求解单元，用于根据计算需求，对设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型划分有限元网络，计算仿真计算结果，进而求解加速度振级落差；
确定减振装置最终形式单元,用于以加速度振级落差为评价指标，判断加速度振级落差是否满足减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设置减振装置参数，直至满足。
需要说明的是，前述对基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法实施例的解释说明也适用于该实施例的系统，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统，可进行定量计算和有效评估减隔振效果，流程简单，具备较高的通用性，可提高减振装置设计效率，具有良好的实用性和广泛的应用领域，便于技术推广。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如前述实施例的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，根据待减振设备信息获取设备减振要求，其中，所述设备减振要求包括设备运行环境振动要求以及设备减振装置所需达到的减振水平要求；
步骤S2，建立设备-基座-船体结构有限元计算模型，根据待检测设备振动特性及所述设备减振要求确定减振装置设计需求；
步骤S3，根据所述待减振设备信息及所述减振装置设计需求确定减振装置参数；
步骤S4，将所述减振装置参数输入所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中，以加速度振级落差为评价指标，判断所述加速度振级落差是否满足所述减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设计所述减振装置参数，直至设计满足。
2.根据权利要求1所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
步骤S201，根据所述待减振设备、预设基座和预设船体结构信息，建立所述设备-基座-船体结构有限元计算模型；
步骤S202，通过所述设备-基座-船体结构有限元计算模型判断无减振装置状态下，设备运行是否满足所述设备运行环境振动要求，若满足，则所述待减振设备无减振装置设计需求，若不满足，则明确所述减振装置设计需求。
3.根据权利要求1所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
步骤S301，根据设备机脚位置及设备刚度及稳定性要求，确定承压面板布置特征，其中，所述承压面板布置特征包括承压面板子结构数量、尺寸、排布方式及厚度；
步骤S302，根据所述承压面板布置特征及设备激励特性，确定液囊层布置特征，其中，所述液囊层布置特征包括液囊层覆盖范围、液囊数量、液囊层厚度以及液囊内容液体；
步骤S303，根据所述液囊层布置特征与设备低频减振要求，确定分子弹簧减振器尺寸及数量；
步骤S304，根据所述液囊层覆盖范围及厚度，确定液囊隔板与限位槽尺寸。
4.根据权利要求1所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
步骤S401，根据所述减振装置参数和所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际结构尺寸，在有限元仿真软件中建立初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型；
步骤S402，根据所述减振装置参数和所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际材料信息、实际边界，赋予所述初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型的材料属性，并设置边界调节，得到设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型；
步骤S403，根据计算需求，对所述设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型划分有限元网络，计算仿真计算结果，进而求解所述加速度振级落差；
步骤S404，以加速度振级落差为评价指标，判断所述加速度振级落差是否满足所述减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设置减振装置参数，直至满足。
5.一种基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统，其特征在于，包括：
确定设备减振要求模块，用于根据待减振设备信息获取设备减振要求，其中，所述设备减振要求包括设备运行环境振动要求以及设备减振装置所需达到的减振水平要求；
确定减振装置设计需求模块，用于建立设备-基座-船体结构有限元计算模型，根据待检测设备振动特性及所述设备减振要求确定减振装置设计需求；
确定减振装置参数模块，用于根据所述待减振设备信息及所述减振装置设计需求确定减振装置参数；
确定减振装置最终形式模块，用于将所述减振装置参数输入所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中，以加速度振级落差为评价指标，判断所述加速度振级落差是否满足所述减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回所述确定减振装置参数模块重新设计所述减振装置参数，直至设计满足。
6.根据权利要求5所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统，其特征在于，所述确定减振装置设计需求模块具体包括：
第一模型构建单元，用于根据所述待减振设备、预设基座和预设船体结构信息，建立所述设备-基座-船体结构有限元计算模型；
明确减振装置设计需求单元，用于通过所述设备-基座-船体结构有限元计算模型判断无减振装置状态下，设备运行是否满足所述设备运行环境振动要求，若满足，则所述待减振设备无减振装置设计需求，若不满足，则明确所述减振装置设计需求。
7.根据权利要求5所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统，其特征在于，所述确定减振装置参数模块具体包括：
第一参数确定单元，用于根据设备机脚位置及设备刚度及稳定性要求，确定承压面板布置特征，其中，所述承压面板布置特征包括承压面板子结构数量、尺寸、排布方式及厚度；
第二参数确定单元，用于根据所述承压面板布置特征及设备激励特性，确定液囊层布置特征，其中，所述液囊层布置特征包括液囊层覆盖范围、液囊数量、液囊层厚度以及液囊内容液体；
第三参数确定单元，用于根据所述液囊层布置特征与设备低频减振要求，确定分子弹簧减振器尺寸及数量；
第四参数确定单元，用于根据所述液囊层覆盖范围及厚度，确定液囊隔板与限位槽尺寸。
8.根据权利要求5所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振系统，其特征在于，所述明确减振装置设计需求单元包括：
初始模型构建单元，用于根据所述减振装置参数和所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际结构尺寸，在有限元仿真软件中建立初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型；
第二模型构建单元，用于根据所述减振装置参数和所述设备-基座-船体结构有限元计算模型中的实际材料信息、实际边界，赋予所述初始设备-装置-基座-船体结构减隔振评估结构模型的材料属性，并设置边界调节，得到设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型；
求解单元，用于根据计算需求，对所述设备-装置-基座-船体结构有限元减隔振评估模型划分有限元网络，计算仿真计算结果，进而求解所述加速度振级落差；
确定减振装置最终形式单元,用于以加速度振级落差为评价指标，判断所述加速度振级落差是否满足所述减振装置设计需求，若满足则确定减振装置最终形式，若不满足则返回步骤S3重新设置减振装置参数，直至满足。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-4中任一所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法。
10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的基于表面波和分子弹簧减振的层叠复合减振方法。
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