第
31
卷第
9
期
振动与冲击
JOURNAL
OF
VIBRATION
AND
SHOCK
Vo
l.
31
No.9
2012
复合材料面板对筒型基座整体抑振机制影晌规律研究
梅志远,杨坤,邱家波
(海军工程大学船舶与动力学院,武汉
430033
)
摘
要:提出一种新型复合材料筒型基座结构形式,其面板采用夹芯结构设计;通过系统阻抗特性分析理论预测
面板结构及材料参数对基座减振性能的影响规律;针对夹芯面板开展静/动力学特性试验;以振级落差为减振效果评价指
标,通过激振试验研究面板结构参数对基座抑振机制的影响规律。研究结果表明:在频段
ω<400
Hz
,夹芯面板刚度能有
效控制基座减振性能,随着频率的增加,面板刚度抑振机制减弱,阻尼高频损耗抑振机制增强;夹芯面板芯材厚度的增加
对基座高频抑振性能优于表层厚度增加;面板对基座减振耗能贡献高于环壁间阻尼芯材。
关键词:筒型基座;复合材料面板;抑振机制;阻抗;振级落差
中图分类号
T
B1 23
文献标识码
A
Damping
mechanism
of
sandwich
panel
on
cylindrical
foundation
MEI
Zhi-yuan , YANG Kun , QIU Jia-bo
(
College
of
Naval
Architecture
and
Power
,
Naval
Univ.
of
Engineeri
吨,
Wuhan
430033
, China)
Abstract:
A composite materia1 foundation structure was presented , with the pane1 designed as sandwich structure.
Th
e effects of structure
and
material parameters of the pane1 on the foundation vibration were predicted theoretically
through system impedance ana1ysis. The
static/
dynamic characteristics of the sandwich pane1 were analysed. Using
vibration
1eve1
difference as evaluation index, the pane1 structure parameters affecting the foundation damping performance
were studied by experiments. The results show
that:
at frequency
ω<
400
Hz , the sandwich pane1 stiffness
can
effective1y
contro1 the vibrtion reduction performance of the foundation. As the frequency increases
, the effect of panel stiffness is
reduced
, while the high-frequency
10ss
due
to
damping is enhanced. High-frequency damping properties of the foundation
will
be
more strengthened by increasing the thickness of the panel core materia1 rather than by increasing the thickness of
surfaces. The damping capacity of the
who1e
foundation contributed by faceplate is higher than that by damping material in
canister wall.
Key
words:
cy1indrical foundation; composite pane1; impedance; damping mechanism; vibration 1evel difference
基座作为舰船装置系统与船体的必备连接结构,
其主要功能是承载设备重量和工艺连接过渡。目前,
舰船上通常使用钢质基座,质量较大,阻尼系数较小,
振动抑制能力较差。以潜艇为例,设备基座数量众多,
其重量影响潜艇的有效装载,安装于浮心以上的基座
直接影响潜艇的稳性。复合材料本身具有轻质高强、
可设计性强、耐腐蚀等特性,通过添加特定阻尼材料或
采用阻尼夹芯结构设计可实现较好的减振耗能功能。
复合材料的众多优点使得其在先进舰艇减振设计领域
越来越受到重视。
Pardhan
等
[1]
通过激振试验研究了
不同分层土壤上机械基座的动态响应。
Madhav
等
[2]
针对复合材料合成沉箱基座开展了理论试验对比研
究。国内针对复合材料基座研究尚处于结构设计和基
收稿日期
2011
-03 -07
修改稿收到日期
:2011
-04 -29
第一作者杨坤男,博士生,
1986
年
3
月生
座试验、仿真研究阶段,毛亮等
[3]
通过仿真模型优化了
两种新型夹芯复合材料基座的结构形式,郎彦
[4]
通过
仿真研究了复合材料层合板基座的振动特性,文献
[5
-6J
提出了两种夹芯复合材料基座结构的设计方案并
开展了基座激振试验研究,赵树磊等
[7]
对金属基座和
复合材料基座进行振动传递特性对比试验研究,上述
研究结果均表明复合材料基座具有较好的隔振效果。
前面所述的复合材料基座均采用整体成型设计,不具
备较好的阻抗可设计性,本文提出一种面板采用复合
材料夹芯设计的新型复合材料筒型基座结构形式;通
过阻抗理论与激振试验研究面板结构参数对复合材料
基座减振机制的影响规律。
1
筒型复合材料基座结构形式
[8]
提出一种具备轻质高阻尼特点的筒型复合材料减
振基座,该基座遵循以高阻尼与高阻抗实现高减振效