周期管路系统的振动特性研究

管路系统广泛应用于船舶动力、海洋工程、建筑环境等领域,其振动噪声可能会导致设备的失效与破坏。具有弹性波带隙特征的周期性结构设计可在特定频段内实现波的人为调控,有效降低管路结构的低频振动噪声。将周期结构引入一维管路系统,基于布拉格散射和局域共振2种带隙机理,设计具备全频段良好减振性能的周期管路结构。结合传递矩阵法和有限元法,计算了布拉格型管路的能带结构与减振特性。建立引入局域共振单元的周期管路系统有限元模型,计算并分析晶格常数、周期数量、局域振子尺寸等参数对周期管路结构振动特性的影响规律。结果表明,基于声子晶体带隙特性设计的周期管路系统具有优良的减振性能。

导管声子晶体结构带隙特性研究

海洋平台导管结构常受到洋流、台风等激励而振动,低频振动控制是评估海洋平台安全性的重要指标。针对海洋平台导管受低频振动控制问题,设计了基于布拉格机理的一维声子晶体导管。利用有限元法得到周期结构的带隙特性,然后分析一维周期声子晶体导管结构的纵向能带特性,在一维周期导管结构能带结构的基础上,进一步研究了周期结构单元的密度、弹性模量等材料参数和晶格常数、组分比、厚度等结构参数对一维周期导管结构的纵向振动带隙特性影响规律。结果表明:晶格常数和材料的组分比对带隙的起止频率、带隙宽度和中心频率影响明显;导管壁厚、导管密度和弹性模量对带隙的起止频率、带隙宽度和中心频率影响很小。

海洋平台周期桁架结构振动特性研究

海洋平台长期处于洋流、台风及地震等恶劣环境中,其减振性能影响到设备运行和人员安全。基于周期导管结构的带隙特性,将海洋平台设计成全周期桁架结构。建立周期桁架结构的有限元分析模型,进行海洋平台周期桁架结构的响应计算,对比了传统桁架结构与周期桁架结构的响应特性,研究周期桁架的几何结构参数对海洋平台结构减振性能的影响规律。结果表明:海洋平台周期桁架结构的减振性能比传统桁架结构的减振性能提高了4.5 dB,带隙范围内的振动得到了显著降低。因此,在减振设计领域,周期结构在海洋平台桁架结构中具有很好的应用前景。

嵌入式质量块对隔声门低频段隔声性能的影响

针对隔声门低频隔声性能差的问题,将嵌入式质量应用于隔声门中以提高隔声门在低频段的隔声性能,通过建立两个相邻混响室的有限元模型计算隔声门的隔声量。基于该模型,并结合隔声门低频隔声性能的评价方法,对在低频段影响隔声门有效隔声量的相关参数进行了参数关联性研究和优化,优化结果表明:对于厚度92 mm、容重24 kg/m^3的玻璃棉,使用灰铸铁作为质量块,并合理布置各个质量块的大小及其在玻璃棉中的相对位置,可以有效提高隔声门在低频段的隔声性能;与普通隔声门相比,在低频段嵌入式质量隔声门的有效隔声量增加了5.0 dB。

分数阶双层隔振系统动力学特性分析

本文针对含气囊隔振器的双层隔振系统,通过实验验证了气囊隔振器分数阶模型的正确性并建立了分数阶气囊隔振器双层隔振系统的动力学模型,采用平均法得到了分数阶双层隔振系统的理论解。通过傅里叶系数法得到双层隔振系统幅频响应的数值表达式,然后基于G-L分数阶定义得到双层隔振系统幅频响应的离散化数值解,并通过数值仿真结果验证理论解的正确性。分析了分数阶系数和分数阶阶次对隔振系统幅频响应及振动传递率的影响规律。研究结果表明:分数阶系数的增大能降低系统传递到基座的相对位移响应,但对振动传递率影响复杂;分数阶阶次的增大既能降低系统传递到基座的相对位移响应,也能在总体上降低振动传递率。

基于稳态能量流法识别半主动颗粒阻尼损耗因子的实验

通过稳态能量流法推导了半主动颗粒阻尼损耗因子与响应的关系,采用实验方法识别了半主动颗粒阻尼的损耗因子。分别研究了颗粒填充率和通电电压对半主动颗粒阻尼损耗因子的影响规律。研究结果表明:增大通电电压能提高半主动颗粒阻尼的损耗因子,损耗因子在到达一定电压后逐渐趋于稳定;半主动颗粒阻尼的损耗因子随着颗粒填充率的增加而增大,但颗粒填充率在达到70%以后,半主动颗粒阻尼的损耗因子增幅变缓并逐渐趋于稳定。