基于現(xiàn)有艦船隔振系統(tǒng)的改進方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及減振裝置設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于現(xiàn)有艦船隔振系統(tǒng)的改進 方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 艦船作為海軍殺手銅武器和活動戰(zhàn)略武器平臺，承擔著揮衛(wèi)國家海洋國±安全、 維護和保障海洋權(quán)益的任務(wù)，也是敵方防范和打擊的重點目標。因此，具有較好的聲隱身性 對于降低艦船被發(fā)現(xiàn)的概率具有重要的軍事意義。低速航行時，潛艇的福射噪聲主要是其 主輔機設(shè)備機械運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的激勵傳遞至艇體，引起艇體振動后向水下福射造成的。目前 對動力設(shè)備振動傳遞的主要控制方法是采取被動隔振措施，運種方法由于成本低廉，可靠 性高而被廣泛應(yīng)用。但是理論上，為了保證系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定性及由于艦船上安裝空間 的限制，系統(tǒng)的隔振系統(tǒng)的固有頻率不能夠太低，否則靜變形太大，穩(wěn)定性不足。目前通常 的隔振系統(tǒng)固有頻率為12~15化左右。
[0003] 若能夠在保持相同靜變形的條件下降低隔振系統(tǒng)的固有頻率，則可W進一步增大 隔振區(qū)域，實現(xiàn)超低頻隔振，降低振動傳遞，提高聲隱身效果。目前的一種趨勢是，利用非線 性隔振器的高靜剛度低動剛度剛度特性來實現(xiàn)大的承載能力、較小的靜變形和較低的固有 頻率，解決超低頻隔振的難題。
[0004] 但是現(xiàn)有的非線性隔振器多為正負剛度一體的隔振器，體積較為龐大，對艇上的 搖擺、傾斜及沖擊輸入條件下的響應(yīng)特性和穩(wěn)定性仍不明確，在艇上的適裝性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]為了解決運些問題，本發(fā)明提供了一種基于現(xiàn)有艦船隔振系統(tǒng)的改進裝置，包括 被隔振設(shè)備機架和基座，所述被隔振設(shè)備機架與彈性基座之間設(shè)置有若干減振器，所述被 隔振設(shè)備機架與彈性基座之間還并聯(lián)有若干獨立的負剛度調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述負剛度調(diào)節(jié)機構(gòu) 采用豎向設(shè)置或橫向設(shè)置的歐拉屈曲梁。
[0006] 較佳地，每個所述減振器旁邊至少對應(yīng)設(shè)置有一個歐拉屈曲梁。
[0007] 較佳地，所述歐拉屈曲梁的一端上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)歐拉屈曲梁壓縮量的調(diào)節(jié)螺 母。
[0008] 較佳地，所述基座為彈性基座。
[0009] 較佳地，所述歐拉屈曲梁橫向設(shè)置，所述歐拉屈曲梁的一端通過機架連接結(jié)構(gòu)安 裝到所述隔振設(shè)備機架的邊緣處，另一端通過一基座連接結(jié)構(gòu)安裝到所述彈性基座上，所 述基座連接結(jié)構(gòu)支撐其所述歐拉屈曲梁的另一端使其水平設(shè)置。
[0010] 較佳地，所述歐拉屈曲梁豎向設(shè)置，所述歐拉屈曲梁的一端通過機架連接結(jié)構(gòu)安 裝到所述隔振設(shè)備機架的底面上，另一端通過一基座連接結(jié)構(gòu)垂直安裝在所述彈性基座 上。
[0011] 較佳地，每個所述歐拉屈曲梁至少包括有一片歐拉壓桿。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種基于現(xiàn)有艦船隔振系統(tǒng)改進方法，采用W上所述的改進裝 置，包括W下步驟：
[0013] 步驟一，計算出現(xiàn)有隔振系統(tǒng)的固有頻率，并根據(jù)現(xiàn)有固有頻率W及改進后的目 標頻率來確定歐拉屈曲梁所需的總的負剛度大小；根據(jù)所需設(shè)置的歐拉屈曲梁的數(shù)量，即 可獲得每個歐拉屈曲梁的負剛度大??；
[0014] 步驟二，每個歐拉屈曲梁中包括有一片或一片W上的歐拉壓桿，根據(jù)歐拉壓桿的 負剛度公式，獲得歐拉壓桿的負剛度大小與幾何尺寸參數(shù)、初始壓縮量的關(guān)系；再結(jié)合步驟 一中獲得的歐拉屈曲梁所需的負剛度大小、艦船上的安裝空間，來確定歐拉壓桿的片數(shù)、幾 何尺寸參數(shù)、初始壓縮量；
[0015] 步驟=，將選定好的歐拉屈曲梁安裝到所述被隔振設(shè)備機架與彈性基座之間。
[0016] 較佳地，進一步包括W下步驟：
[0017] 步驟四，所述歐拉屈曲梁安裝好后，上下推拉所述被隔振設(shè)備機架，W保證所述歐 拉屈曲梁不會發(fā)生卡死；同時保證歐拉屈曲梁初始狀態(tài)下處于壓縮狀態(tài)。
[0018] 本發(fā)明由于采用W上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下的優(yōu)點和積極效 果：
[0019] 本發(fā)明提供的一種基于現(xiàn)有艦船隔振系統(tǒng)的改進方法及裝置，在原有艦船隔振系 統(tǒng)上，直接在被隔振設(shè)備架與彈性基座之間并聯(lián)若干作為負剛度調(diào)節(jié)機構(gòu)的歐拉屈曲梁； 在不改變原有隔振系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對隔振系統(tǒng)的支撐剛度進行調(diào)節(jié)，在保證平衡點處的 靜態(tài)位移和穩(wěn)定性的前提下，降低隔振系統(tǒng)的固有頻率，提高隔振效果、降低振動傳遞、提 高聲隱身性；且本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡單的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0020] 結(jié)合附圖，通過下文的詳細說明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu) 點，其中：
[0021] 圖1為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為圖1中的A-A向視圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明實施例一中歐拉屈曲梁的安裝示意圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明實施例一中歐拉屈曲梁的安裝原理圖； 陽0巧]圖5為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[00%] 圖6為本發(fā)明實施例二中歐拉屈曲梁的安裝示意圖。
[0027] 符號說明：
[00巧]1-被隔振設(shè)備
[0029] 2-被隔振設(shè)備機架
[0030] 3-歐拉屈曲梁 陽0川 4-減振器
[0032] 5-基座
[0033] 3a-機架連接結(jié)構(gòu)
[0034] 3b-歐拉屈壓桿
[0035] 3c-調(diào)節(jié)螺母
[0036] 3d-基座連接結(jié)構(gòu)
【具體實施方式】
[0037] 參見示出本發(fā)明實施例的附圖，下文將更詳細地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可WW 許多不同形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出運些實施例是 為了達成充分及完整公開，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。運些附 圖中，為清楚起見，可能放大了層及區(qū)域的尺寸及相對尺寸。 W38] 實施例一
[0039] 參照圖1-3,本發(fā)明提供了一種基于現(xiàn)有艦船隔振系統(tǒng)的改進裝置，是在原有的艦 船隔振系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行改進，起到降低隔振系統(tǒng)的固有頻率、提高隔振效果、降低振動傳 遞、提高聲隱身性的作用。隔振系統(tǒng)系統(tǒng)包括有被隔振設(shè)備機架2和基座，其中基座采用彈 性基座5,被隔振設(shè)備機架2上安裝有被隔振設(shè)備1，被隔振設(shè)備機架2和彈性基座5之間 還設(shè)置有若干減振器4。其中，減振器4的具體結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)具體情況來選擇，此處不作 限制；減振器4的分布形式可按照被隔振設(shè)備1的質(zhì)量分布，質(zhì)量分布大的地方減振器4的 布置數(shù)目多點，當質(zhì)量分布不均勻的時候，減振器4優(yōu)選的采用對稱式的分布形式，減振器 4的分布形式W及設(shè)置數(shù)目此處均不作限制。
[0040] 在本實施例中，在被隔振設(shè)備機架2與彈性基座5之間并聯(lián)有若干橫向設(shè)置的負 剛度調(diào)節(jié)機構(gòu)。具體的，負剛度調(diào)節(jié)機構(gòu)優(yōu)選的采用歐拉屈曲梁3,其中優(yōu)選的每個減振器 4的附近至少對應(yīng)設(shè)置有一個歐拉屈曲梁3,當然歐拉屈曲梁3的設(shè)置數(shù)目同樣可根據(jù)被隔 振設(shè)備1的質(zhì)量及分布來確定，此處不作限制。
[0041] 歐拉屈曲梁3可由一片或一片W上的歐拉壓桿3b組成，具體片數(shù)根據(jù)具體情況來 選擇，此處不作限制；歐拉屈曲梁3的一端通過機架連接結(jié)構(gòu)3a安裝到被隔振設(shè)備機架2 的邊緣上，具體的機架安裝機構(gòu)3a固定安裝到被隔振設(shè)備機架2的邊緣上，歐拉屈曲梁3 與機架安裝結(jié)構(gòu)3a連接，并實現(xiàn)固定。歐拉屈曲梁3的另一端通過基座連接結(jié)構(gòu)3d安裝 到彈性基座5上，具體的基座連接結(jié)構(gòu)3d垂直固定安裝在彈性基座5的上表面上，歐拉屈 曲梁3的另一端插與基座連接結(jié)構(gòu)3d連接，基座連接結(jié)構(gòu)3d用于支撐起歐拉屈曲梁的另 一端使其水平設(shè)置。
[0042] 在本實施例中，歐拉屈曲梁3連接基座連接結(jié)構(gòu)3d的一端上還設(shè)置有調(diào)節(jié)螺母 3c，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母3c可用來對歐拉屈曲梁3的壓縮量進行調(diào)節(jié)。歐拉屈曲梁3的壓縮 量的調(diào)節(jié)原理如下：利用調(diào)節(jié)螺母3c所示的螺紋進行調(diào)節(jié)，將歐拉壓桿進行壓縮，由于歐 拉壓桿與基座連接結(jié)構(gòu)的連接端是固定的，因此歐拉屈曲梁3會發(fā)生不同量得壓縮，其徑 向膨脹程度發(fā)生改變，運樣即可獲得不同的負剛度。
[0043] 本發(fā)明通過在被隔振設(shè)備機架2與彈性基座5之間并聯(lián)若干歐拉屈曲梁3,在保證 隔振系統(tǒng)在平衡點處的靜態(tài)位移和穩(wěn)定性相同的前提下，有效的降低了整個隔振系統(tǒng)的固 有頻率，從而進一步的增大了隔振區(qū)域，實現(xiàn)超低隔振，降低了振動傳遞，從而有利于提高 聲隱身的效果；同時，歐拉屈曲梁3為獨立的機構(gòu)，可通過安裝結(jié)構(gòu)直接安裝到現(xiàn)有的隔振 系統(tǒng)上，無需改變現(xiàn)有隔振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝方便，有利于降低成本。 當然，本發(fā)明提供的隔振系統(tǒng)不僅僅適用于現(xiàn)有艦船隔振系統(tǒng)的改進，也可適用于其他設(shè) 備的改進，也可直接作為一種新型的隔振系統(tǒng)來制作、使用。另外，本實施例中將歐拉屈曲 梁水平設(shè)置時，由于歐拉屈曲梁在橫向上增加了約束，會改變橫向的固有頻率，其負剛度的 調(diào)節(jié)能力大。
[0044] 在本實施例中，本發(fā)明還提供了一種基于現(xiàn)有艦船隔振系統(tǒng)改進方法，具體的包 括W下步驟： W45] 1、計算出現(xiàn)有隔振系統(tǒng)的固有頻率，并根據(jù)現(xiàn)有固有頻率W及改進后的目標頻率 來確定歐拉屈曲梁3所需的負剛度大?。?br>[0046] 具體的，如已知隔振系統(tǒng)的垂向固有頻率為f。化，被隔振設(shè)備和機架的質(zhì)量為m， 需要改進后的隔振系統(tǒng)的目標垂向固有頻率為化，則可計算出所需總的負剛度大小為k 總=m. [(231f0)2-(231fi)2].再根據(jù)艦船上安裝空間大小確定的歐拉屈曲梁的設(shè)置個數(shù)N， 獲得每根歐拉屈曲梁的負剛度k=k.胃/N。
[0047] 2.對于歐拉屈曲梁橫向布置時，每個歐拉屈曲梁3中包括有一片或一片W上的歐 拉壓桿，根據(jù)歐拉壓桿的負剛度公式，獲得歐拉壓桿的負剛度大小與幾何尺寸參數(shù)、初始壓 縮量的關(guān)系；再結(jié)合步驟一中獲得的歐拉屈曲梁3所需的負剛度大小、艦船上的安裝空間， 來確定歐拉壓桿的片數(shù)、幾何尺寸參數(shù)、初始壓縮量；
[0048] 具體的，每個歐拉屈曲梁中設(shè)置有n個歐拉壓桿，因此每個歐拉壓桿的負剛度k。 =k/n;歐拉壓桿的矩形截面的寬為b，厚度為h，歐拉壓桿的長度為以歐拉壓桿的剛度公式 為：
[0049]
[0050] 式中，
[0051] 其中，E是彈性