摘 要

本论文是针对振动的控制领域方面的浮筏隔振系统的研究,论文的研究的题目特点是在被动浮筏隔振结构中加入主动控制元件，形成一种兼顾主动和被动控制优点的系统。论文首先从隔振原理的理论基础分析入手，对隔振原理进行简单分析，得到影响隔振效果的因素有隔振器的劲度和阻尼，隔振器在筏架上的布置位置以及筏架的结构和质量。接着是结构设计部分，主要针对隔振系统主要部件的设计和选型进行描述。最后是对所设计的系统主要结构进行分析，分析其力学性能及自由模态，发现结构的刚度及质量的分布对结构的模态有很大的影响。根据分析结果修改结构设计中不合理的地方，使其固有模态的频率高于100HZ。

关键词：振动；浮筏隔振系统；主被动隔振；筏架结构设计

Abstract

This paper is in the field of researching vibration control of floating raft isolation system. The characteristic of this research is adding active control element in the passive structure, so this system possess the advantages of both active and passive control systems. First of all, this paper starts with the theoretical analysis of the vibration isolation principle, in which analyzing the principle of vibration isolation to obtain the factors that affect the vibration isolation effect which are stiffness and damping of vibration isolator, the arrangement position of the isolator on the raft and the structure and quality of the raft so as to better carry out the design and analysis work after. Then it is the structure design part, this part aims at describing the design of the main parts of the vibration isolation system and the selection parts of the model. Finally, the paper mainly analyze the structure of the system , which mainly about its mechanical properties and free mode, founding that the stiffness and mass distribution of the structure have great influence on the structure of the structure. According to the analysis results to modify the structure design in the unreasonable place to make the frequency of its natural mode is higher than that of 100HZ.

Key word: Vibration; floating raft vibration isolation system; Positive and negative vibration isolation; Raft frame structure design

目录

第1章 绪论 1

1.1选题的目的及意义 1

1.2浮筏隔振系统的发展状况 1

1.3本选题的主要工作内容 2

第2章 浮筏隔振系统的理论基础与分析 3

2.1 隔振理论基础 3

2.1.1 隔振系统的结构形式 3

2.1.2 隔振理论分析 4

2.2 隔振性能的评价 5

2.2.1 隔振性能评价的方式 5

2.2.2 隔振性能分析原则6

第3章 主被动浮筏隔振系统结构设计 7

3.1 设计分析7

3.2 结构设计中的选用元器件8

3.2.1 振动电机选择 8

3.2.2 上层隔振器的选用 8

3.2.3 下层隔振器的选用 9

3.2.4 作动器的选用 10

3.3 系统中非选用部分的结构设计10

3.3.1 上层基座的设计10

3.2.2 上层隔振器的选用11

3.3.3 底座结构的设计12

3.3.4 限位器结构的设计13

3.4 本章小结14

第4章 浮筏隔振系统的设计分析15

4.1 连接螺栓的强度分析15

4.1.1 和基座相连的螺栓15

4.1.2 和下层隔振器相连的螺栓15

4.2 基座、筏架和底座的强度分析15

4.2.1 基座的强度分析16

4.2.2 筏架的强度分析16

4.2.3 底座的强度分析17

4.3 筏架和底座的固有模态分析17

4.3.1 模态分析18

4.3.2 筏架的固有模态分析18

4.3.3 底座的固有模态分析20

4.4 本章小结21

第5章 总结与展望23

5.1 总结23

5.2 展望23

参考文献24

致谢25

第1章 绪论

1.1选题的目的及意义

舰船在军事上有着很重要的地位，优秀的舰船必须具备良好的隐蔽性，潜艇的主要工作地点是在海底，而在海水中电磁信号和红外信号衰减迅速，所以雷达难以侦查潜艇位置，但其水声信号却能以海水为介质远距离传播，被声呐系统探测到。船舶机械在运行时产生的将振动和噪声，这一方面将影响在船舶上工作人员的舒适度，另一方面将影响船舶上机械设备运行的可靠性及一些重要结构的安全性。如果在舰船上安装了浮筏隔振系统，其产生振动将被明显抑制。另外，舰船工作时产生的振动也将影响舰船上其他设备的工作环境，从而影响其战斗力。因此舰船需要浮筏隔振系统来提高其隐蔽性及机械性能。

不同的隔振器具有不同的隔振特性，隔振系统根据采用的隔振器的不同的工作原理，分为主动隔振和被动隔振两种隔振形式。一般情况下，如果要求实现低频隔振，这时我们一般采用带有作动器或者激振器等主动隔振的隔振系统，整个系统的隔振特性就可以通过调整作动器的工作参数来间接的改变。被动隔振是将一些弹性元件及阻尼元件加入振源与隔振对象之间，从而消耗传递到隔振对象的振动能量。现在很多舰船或者工厂的大型设备上都采用了结构相对简单的被动隔振系统，但由于被动隔振器结构决定了其在维持系统稳定性方面的能力较差，而系统的稳定是保证系统能稳定工作的必要条件，因此，在选择被动隔振器时一般选择刚度较大的类型，这就使得其只能在中高频段起隔振效果。所以，一般要根据振源的特性来选取隔振系统。本论文设计了一种将以上的两种隔振形式组合在一起的系统，称为主被动浮筏隔振系统，使其能在更宽的频带范围实现更优秀的隔振效果。

1.2浮筏隔振系统的发展状况