铺板连接结构减振设计分析
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减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析减隔震技术是指通过在建筑物或桥梁等结构中加入减震装置,将地震所产生的动能通过减震装置消耗掉并转化为热能,从而减轻地震对建筑物的破坏作用,提高建筑物的抗震能力。
在桥梁结构设计中,减隔震技术是提高桥梁抗震能力、保障桥梁安全运营的一种有效技术手段。
减隔震技术的应用可以将地震所产生的冲击力和振动减少,从而降低对桥梁结构部件的损伤,保障桥梁安全稳定的运营。
具体来说,减隔震技术的应用有以下几个方面:首先,减隔震技术能够减小桥梁的地震反应,从而避免或减轻桥梁发生塌陷或损坏的情况。
尤其是在发生中小型地震时,减隔震技术能够大大减轻地震对桥梁的冲击力,保持桥梁的结构完整性,不会对桥梁的安全造成明显的影响。
其次,减隔震技术可以降低桥梁结构的振动幅度。
在地震发生时,通过减隔震技术所装置的减震装置能够消耗地震动能,从而降低桥梁结构的振动幅度,保证桥梁在地震中的相对稳定性。
另外,减隔震技术能够减少桥梁结构和周边环境的振动互动,避免桥梁结构疲劳破坏。
在桥梁运营的过程中,随着时间的推移,桥梁结构会随着使用次数增加,可能会出现疲劳破坏现象。
减隔震技术的应用能够减小结构与周边环境的振动幅度差异,从而减少桥梁结构的疲劳损伤。
最后,减隔震技术还能够提高桥梁的整体稳定性和抗震性能。
减隔震技术所采用的结构及设备都是经过专门设计及测试的。
通过不断地专业设计和优化,能够提高桥梁的整体稳定性和抗震性能,确保其在极端环境下的安全运营。
综合来看,减隔震技术的应用在桥梁结构设计中具有非常重要的意义。
其能够有效减少地震对桥梁的影响,保障桥梁的安全运营,同时还能够提高桥梁整体的稳定性和抗震性能。
随着技术的不断发展和完善,减隔震技术将更加广泛应用于桥梁、建筑物等各类工程结构中,为人们的生活和工作带来更加安全稳定的保障。
关于薄弱连接楼板的抗震性能分析随着城市化进程的加快和建筑技术的不断发展,楼板作为建筑结构中重要的承载结构之一,扮演着不可忽视的角色。
在地震等自然灾害发生时,薄弱连接楼板的抗震性能成为了人们关注的焦点。
本文将从薄弱连接楼板的定义、抗震性能原因、及改进措施等方面展开分析,以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考。
一、薄弱连接楼板的定义薄弱连接楼板指的是,在地震或其他外力作用下,楼板与支撑结构之间连接不牢固的部分。
这种连接不牢固可能是由于设计、施工或材料等方面存在的问题导致的,也可能是由于楼板形式、结构形式等因素引起的。
薄弱连接楼板的特点是连接点承载能力不足、易发生破坏、并且对整体结构抗震性能造成影响。
1. 设计不合理在建筑设计过程中,有时候对连接部分的抗震性能要求不够严格,或者设计中存在一些潜在的缺陷,导致连接部分抗震性能不足。
在设计中未考虑到地震发生时的动力影响、未对连接部分进行详细的计算分析等。
2. 施工问题在楼板的施工过程中,如果工艺、质量不达标,就有可能导致楼板连接部分存在缺陷,进而影响其抗震性能。
连接部分的混凝土浇筑不均匀,钢筋绑扎不够牢固等。
3. 材料选择如果在楼板连接部分选择了质量不过关的建筑材料,比如次品钢筋、劣质混凝土等,就有可能导致连接部分的抗震性能大打折扣。
4. 结构形式某些特殊的楼板结构形式,比如悬挑楼板、暗梁楼板等,本身就存在一定的薄弱性,对其连接部分的抗震性能要求更高,但如果设计、施工不到位,就容易发生问题。
薄弱连接楼板的抗震性能问题主要来自于设计、施工、材料和结构形式等多方面的原因。
三、改进薄弱连接楼板的抗震性能措施4. 结构合理设计对于特殊结构形式的楼板,要根据实际情况进行合理的设计和构造,考虑到其薄弱性,并在设计、施工中加以重点关注。
薄弱连接楼板的抗震性能分析对于建筑结构的安全至关重要。
只有在设计、施工、材料选择和结构形式等多个方面都加以重点关注和控制,才能够保障楼板的抗震性能。
装配式建筑施工减震减振技术随着现代社会的不断发展,人们对于建筑施工的要求也逐渐提高,尤其是在地震频发的地区。
为了保障建筑物在地震等自然灾害中的安全性,装配式建筑施工减震减振技术应运而生。
本文将就这一技术进行探讨,并分析其优势和应用。
一、概述装配式建筑施工减震减振技术是指通过材料和结构设计的创新,有效降低地震对于建筑物产生的影响,并增加建筑物自身抗震能力的一种施工方式。
相较于传统施工方式,装配式建筑具有更好的耐震性能和施工效率。
二、优势1. 提高抗震性能装配式建筑采用模块化构造,可以将各个部件进行精确制造并在厂房内预制。
这样一来,在施工现场只需进行简单组装即可完成大部分结构的搭建,从而大大缩短了施工周期。
同时,由于预制构件经过严格质量管控,其强度和韧性更好,能够有效增强建筑物的抗震能力。
2. 减轻施工影响传统的建筑施工方式常常需要在现场进行大量的加工和施工作业,这不仅耗时耗力,还会对周边环境造成一定程度的破坏。
而装配式建筑则借助于预制构件的特性,在厂房内完成大部分制作,减少了现场加工的过程,降低了对周边环境的影响。
3. 提高建筑品质装配式建筑采用标准化和模块化设计,使得每个构件都能够精确制造,并经过严格质量管控。
这样一来,在施工过程中可以保证每个构件的质量一致性,从而提高了整体建筑品质。
此外,在装配式建筑中还可以设置各种功能性附属设备,如防护装置和疏散通道等,进一步提升建筑物的综合实用价值。
三、应用案例分析1. 上海环球金融中心上海环球金融中心是一座装配式建筑典型代表。
该项目采用了大量的模块化构件,包括预制框架结构和预制外墙板等。
这种施工方式不仅提高了整体施工效率,还增强了建筑物的耐震性能。
在2019年的一次地震中,该建筑成功经受住了考验,充分展示了装配式建筑施工技术的优势。
2. 美国硅谷科技园美国硅谷科技园是一个集办公、生活和娱乐功能于一体的综合性建筑群。
其中一个办公楼采用了装配式建筑技术,并搭载减震装置。
装配式建筑施工过程中的减震与减振技术应用随着现代建筑技术的不断发展,装配式建筑作为一种新兴的建筑方式正逐渐受到人们的关注和青睐。
在装配式建筑施工过程中,为了提高其抗震性能和舒适性,减震与减振技术成为关键。
本文将重点探讨装配式建筑施工过程中的减震与减振技术应用。
一、加强结构设计与优化装配式建筑在设计阶段要充分考虑抗震设防要求,通过合理配置剪力墙、梁柱节点等承载体系,使建筑结构具备足够的刚度和韧性。
此外,在选材上也要选择具有良好抗震性能的材料,并保证每个组件之间具有良好的连接方式,以增强整体的抗震性能。
二、使用减振器装配式建筑可以采用各种类型的主动与被动减振系统来降低地震对结构造成的影响。
其中,主动减振器如液态阻尼器、摆锤等可以通过悬挂在建筑内部或外部来吸收地震能量,达到减振的效果。
被动减振器如摩擦阻尼器、弹簧阻尼器等则通过增加结构的阻尼,降低地震造成的振动幅度。
三、采用隔震技术装配式建筑施工过程中,可以采用隔震技术来减小地震带来的影响。
隔震橡胶垫、钢球隔震装置等可以将建筑与地基分离,使得建筑在地震时具有相对较小的水平位移和加速度。
这样不仅可以保护建筑本身的完整性和安全性,还能够保护内部设备和人员不受地震影响。
四、采用吸能材料装配式建筑在施工过程中,可以使用各种吸能材料来提高其抗震性能。
例如,可选用高强度钢材来制作柱子和梁,其具有良好的延性和韧性,在遭受地震作用时能够发生塑性变形吸收能量,并有效减小结构受损程度。
此外,还可以使用高分子合成材料来制作减震垫,通过其吸能特性来减少地震造成的冲击力。
五、加强安装过程中的控制在装配式建筑施工过程中,准确掌握组件之间的拼接和连接技术将直接影响抗震性能。
因此,在安装过程中需要严格按照设计要求进行操作,并采用先进的测量和调整技术来保证每个组件的准确位置。
此外,还应加强对连接点的加固和监测,确保构件之间的连接牢固可靠。
六、实施地震监控与预警系统装配式建筑应建立完善的地震监控与预警系统,及时获取地震信息并向人们提供预警。
现代桥梁结构设计中减隔震技术的应用分析【摘要】现代桥梁结构设计中的减隔震技术是一种有效的抗震设计手段,可以有效减小地震对桥梁结构的影响。
本文首先介绍了减隔震技术的原理,然后通过案例分析展示了该技术在桥梁结构设计中的应用情况。
接着分析了减隔震技术对桥梁结构性能的影响,讨论了未来发展趋势,并探讨了该技术在桥梁结构设计中的应用优势。
总结了现代桥梁结构设计中减隔震技术的应用前景,指出了其在提高桥梁结构抗震性能方面的重要作用。
本文旨在为桥梁结构设计工作者提供参考,促进减隔震技术在实际工程中的应用与推广。
【关键词】关键词:减隔震技术、现代桥梁结构设计、应用分析、原理、应用案例、影响分析、未来发展趋势、应用优势、前景、总结1. 引言1.1 背景介绍现代桥梁结构设计中减隔震技术的应用分析引言:随着科技的进步和社会的发展,桥梁作为连接城市之间的重要交通枢纽,在现代社会中扮演着至关重要的角色。
由于自然灾害和人为因素的影响,桥梁结构往往容易受到地震等外部力的破坏,给城市带来巨大的损失和安全隐患。
如何提高桥梁的抗震能力成为了工程领域中一个备受关注的研究课题。
在本文中,将对减隔震技术的原理进行分析,探讨其在桥梁设计中的应用案例,并分析其对桥梁结构性能的影响。
还将探讨减隔震技术未来的发展趋势和在桥梁结构设计中的应用优势。
通过对减隔震技术的研究和应用,可以为现代桥梁结构设计提供重要的参考,促进桥梁工程技术的进步和发展。
1.2 研究意义现代桥梁作为城市交通的重要组成部分,对城市发展和经济繁荣起着至关重要的作用。
桥梁结构在面临地震等自然灾害时,容易发生严重的破坏,给人们的生命财产安全带来巨大的威胁。
如何提高桥梁结构的抗震性能成为当前工程领域的重要研究课题。
针对现有桥梁结构设计及抗震技术的不足之处,本研究旨在探讨减隔震技术在桥梁结构设计中的应用特点和优势,为进一步完善桥梁结构抗震设计方案提供理论支持和技术指导。
通过对减隔震技术在桥梁结构设计中的应用案例和实际效果进行深入分析,希望能够为提高桥梁结构的抗震性能提供参考和借鉴,为未来桥梁设计和抗震技术的发展提供新的思路和方向。
装配式建筑施工中的建筑结构减振与降噪在现代建筑施工过程中,装配式建筑正逐渐成为一种趋势。
与传统施工相比,装配式建筑具有节约时间、降低成本、环保等诸多优点。
然而,由于装配式建筑结构的特点,在使用过程中容易产生一些噪音和振动问题。
这不仅给居住者带来困扰,也对周围环境造成了影响。
因此,在装配式建筑的施工过程中,采取有效措施来减振和降噪是至关重要的。
一、问题分析1. 噪音问题:在装配式建筑施工中,常常会产生机械设备噪音、人员活动噪音等各种来源的噪音。
这些噪音不仅影响到现场作业人员的工作效率和健康,还可能影响周围居民的正常生活。
2. 振动问题:安装和拆卸模块化构件时所引起的振动以及大型机械设备运行时的振动也是装配式建筑中常见的问题。
它们可能导致结构材料疲劳、裂缝和不稳定,从而降低建筑物的使用寿命。
二、减振措施1. 结构设计优化:在装配式建筑结构设计阶段,可以采用一些优化手段来减小结构的振动问题。
例如,在悬挑结构中增加适当数量的支撑点以增强结构的刚度,使用减振器等。
2. 振动吸收材料的运用:在施工过程中,在关键部位引入振动吸收材料,如橡胶垫、弹簧等,可以有效地减少振动传播以及产生噪音的可能。
3. 隔声隔震措施:通过选择合适类型和厚度的隔音材料进行施工,可有效减小室内外噪声传播与反射。
此外,在装配式建筑分隔墙体之间设置空气隔膜或减震条等装置也能起到很好的隔声和隔震效果。
4. 机械设备降噪处理:对于常见的大型机械设备,可以采用消音器、静音罩等降噪措施来减少噪音产生。
5. 人员管理与培训:通过合理的施工组织,分散施工场地、合理安排作业时间等方法可以减少噪音和振动对周围环境的影响。
同时,对施工人员进行相关培训,提高他们的安全意识和环保意识,确保他们正确使用设备和工具。
三、效益与展望有效的建筑结构减振与降噪措施在装配式建筑中起着重要的作用。
首先,它可以提高建筑物的使用寿命和品质。
通过降低振动和噪音对结构材料的损伤程度,延长了建筑物的整体寿命。
抗震设计中的结构减振与动力特性分析地震是一种不可避免的自然灾害,会给人们的生命和财产带来巨大的损失。
因此,在建筑设计中,抗震问题一直是一个非常重要的考虑因素。
而结构减振与动力特性分析则是在抗震设计中不可或缺的一部分。
结构减振是指通过采用一些减震装置或结构形式,来降低建筑在地震中所受的冲击力。
其中最常用的减震装置是阻尼器,它们可以在地震中吸收能量,从而降低建筑结构的振动幅度。
同时,结构减振还可以通过改变结构的刚度和质量分布,来调整地震时建筑的动力响应。
在进行结构减振设计前,首先需要对建筑的动力特性进行分析。
动力特性包括结构的固有频率、阻尼比、振型等。
固有频率是指结构在自由振动情况下的振动频率,它与结构的刚度和质量密切相关。
阻尼比是指结构在振动过程中能量耗散的能力,如果阻尼比过小,则结构的振动会更加剧烈;反之,如果阻尼比过大,结构振动的衰减会很慢。
振型是指结构在振动时呈现的形态,通过观察振型,可以了解结构受力情况以及可能存在的问题。
动力特性分析是通过运用数学模型和计算方法来得出结论的。
在这个过程中,一般会使用有限元分析方法,将结构分割成许多小的有限元,并通过求解特征值问题来得到结构的固有频率和振型。
在求解过程中需要考虑结构的材料特性、截面尺寸、约束条件等。
同时,还需要根据结构的实际情况合理选择阻尼参数,以使分析结果更加准确。
通过动力特性分析,我们可以了解到结构的固有特性,进一步加强结构减振设计的正确性和可行性。
对于高层建筑、大型桥梁等重要建筑物,必须进行减振设计,以保证其在地震发生时能够承受冲击力,并保证人员的安全。
而对于一些民用建筑或小型结构,虽然不需要使用减震装置,但是仍然需要对其动力特性进行分析,以确保其在地震中的安全性。
除了结构减振设计和动力特性分析外,地震相关的抗震设计还涉及到土壤基础的响应、结构的强度和稳定性等问题。
在进行抗震设计时,需要全面考虑这些因素,并通过综合分析找到合适的设计方案。
装配式建筑施工中的减振与隔声处理概述:装配式建筑施工是一种快速、环保和经济的建筑方法,越来越受到人们的青睐。
然而,在实际应用中,装配式建筑往往面临着减振和隔声处理的问题。
本文将介绍在装配式建筑施工中常见的减振与隔声处理方法,为读者提供有关这方面知识。
一、减振处理减振是装配式建筑施工中重要的一环,可以有效地控制结构噪音和振动对环境和使用者产生的影响。
主要包括以下几个方面:1. 结构设计:在设计阶段,需要考虑结构的稳定性和刚度,采用合理的布置及优化结构连接方式,以降低振动传递。
2. 抗震设计:使用抗震材料和设备来增强装配式建筑抗震性能,并提高整体结构刚度。
3. 隔振支座:在装配式建筑中,通过设置隔振支座来减小噪音和振动传递。
隔振支座可分为弹簧隔振支座、橡胶隔振支座和龙门架式隔振支座等,根据具体应用场景选择合适的隔振方式。
4. 减震设备:使用减震装置如阻尼器、调节装置等来降低结构的振动幅度。
二、隔声处理隔声处理是为了减少来自外界或内部的噪音对建筑内部造成的影响。
在装配式建筑施工中,需要采取合理的措施来提高室内环境的舒适性和保密性。
1. 墙体隔声:采用吸声材料和隔音层对墙体进行有效处理。
常见的吸声材料有岩棉、玻璃纤维以及特殊功能化材料等。
而隔音层可以使用原木板、石膏板和钢板等进行包覆。
2. 地板隔声:通过安装地板垫层或悬吊地面来降低楼层之间的传音效果。
3. 屋顶隔声:在屋顶结构中设置吸声材料以减少雨滴敲击声和其他外界噪音产生的影响。
4. 空调系统:在装配式建筑中,合理配置空调系统可以达到良好的隔声效果。
通过采用噪音小的通风设备,以及布置合理的管道设备来减少噪音传递。
三、综合处理在实际应用中,减振和隔声是相辅相成的。
因此,在装配式建筑施工过程中需要进行综合处理。
1. 合理材料选择:选择各种功能特点齐全的材料,既能满足减振要求又能实现隔声效果。
2. 预备施工:在施工前根据设计方案制作预制构件,并进行质量验收以保证构件质量符合规范要求。
第8章建筑结构减震隔震设计讲解建筑结构减震、隔震设计是在建筑设计中非常重要的一部分,可以大大提高建筑物的抗震能力,减少地震对建筑物的损坏和威胁。
本章将对建筑结构减震、隔震设计进行讲解。
1.建筑结构减震设计建筑结构减震设计是通过在建筑结构中引入减震装置,减少地震能量对建筑物产生的影响。
常见的减震装置有隔震支座、减震支撑、摩擦减震器等。
(1)隔震支座隔震支座是将建筑物与地基隔离,减少地震能量的传递。
它由橡胶、钢板等材料制成,能够在地震时发生形变,吸收地震能量。
隔震支座能够有效减少地震对建筑物的影响,提高建筑物的抗震能力。
(2)减震支撑减震支撑是通过设置支撑装置,将建筑物与地基连接起来,减少地震能量的传递。
减震支撑一般采用液体阻尼器、粘滞阻尼器等装置。
它们能够在地震时发挥一定的阻尼作用,减少地震对建筑物的影响。
(3)摩擦减震器摩擦减震器是通过在结构连接处设置摩擦装置来减少地震能量的传递。
摩擦减震器通常由摩擦片、压力板等组成,当地震发生时,摩擦减震器能够在摩擦力的作用下发生滑动,吸收地震能量。
2.建筑结构隔震设计建筑结构隔震设计是通过在建筑物与地基之间设置隔震装置,减少地震能量对建筑物的传递。
常见的隔震装置有橡胶隔震层、空气隔震层等。
(1)橡胶隔震层橡胶隔震层是将建筑物与地基分离,通过橡胶材料的柔性来减少地震能量的传递。
橡胶隔震层能够有效减少地震对建筑物的影响,提高建筑物的抗震能力。
(2)空气隔震层空气隔震层是在建筑物与地基之间设置空气垫,通过空气的弹性来减少地震能量的传递。
空气隔震层能够在地震时发生形变,吸收地震能量,减少对建筑物的影响。
建筑结构减震、隔震设计可以有效提高建筑物的抗震能力,减少地震对建筑物的损坏和威胁。
在建筑设计中,需要根据地震活动的频率、振动频率和建筑物的结构特点来选择适合的减震、隔震装置。
同时,还需要考虑建筑物的使用功能和经济性,综合进行设计。
通过科学合理的减震、隔震设计,可以有效保护建筑物和人员的安全。
装配式建筑施工中隔震减振技术的研究与应用随着城市化进程的加快,人们对于建筑安全和舒适性的要求日益提高。
而在地震频发区域,地震对建筑物造成的损失更是巨大。
因此,如何通过科学有效的技术手段实现建筑物抗震能力的提升成为了一个亟待解决的问题。
本文将针对装配式建筑施工中隔震减振技术进行深入研究和分析,并探讨其在实际应用中的效果和前景。
一、隔震减振技术概述隔震减振技术是指通过改变结构自由度、断裂层等方式,将地震能量传递到其它部分从而减小或消除地震对主体结构的影响。
在装配式建筑施工领域,隔震减振技术得到了广泛应用,并取得了显著效果。
二、装配式建筑中的隔震原理与方法在装配式建筑施工过程中,隔震原理和方法有多种选择,下面我们将介绍其中的两种常见方式。
1. 弹簧-摆系统弹簧-摆系统是一种经典的隔震减振方法,通过在建筑结构中设置弹簧和摆以降低地震对结构的影响。
弹簧可以吸收地震产生的能量,而摆则能够有效地将震动减小,并使其传递到其他部位,从而达到减振的效果。
装配式建筑中使用弹簧-摆系统可以在一定程度上提高建筑物的抗震性能。
2. 隔离层结构隔离层结构是另一种常见的隔震技术,在装配式建筑施工中得到广泛应用。
该方法通过在建筑底部设置隔离层,隔离层具有较大的柔度和阻尼,能够有效吸收地震产生的能量,并减小震动传递到主体结构上。
这种方法不仅可以提高装配式建筑抗震性能,还可以保持主体结构相对稳定,最大限度地保护内部设备和人员安全。
三、装配式建筑施工中隔震减振技术的应用案例分析为了更好地了解隔震减振技术在装配式建筑施工中的应用效果,我们可以从实际案例出发进行分析。
以下是一些成功应用隔震减振技术的装配式建筑案例:1. XX大厦XX大厦是一座位于地震频发区域的高层建筑,该建筑通过在结构上设置弹簧-摆系统,成功将地震对主体结构的影响降低到最低。
在多次地震事件中,该建筑被证明是非常安全和可靠的,一定程度上保护了内部设备和人员安全。
2. XX体育馆XX体育馆采用了隔离层结构,在其底部设置了阻尼器和滚动球等组件,使得在地震时能够将能量有效吸收并转化为热能。
0引言为了高效利用有限的内部空间,常规潜艇的大多数舱室都布置有1~2层铺板(平台)。
铺板除了具有分隔各功能区域的作用外,也可为众多设备和管系提供安装和支撑平台。
以往的铺板连接结构设计通常只考虑满足深水压力作用下的静变形要求以及为保护设备正常工作的抗冲击要求,对声学方面的要求考虑较少。
而国内外的大量研究[1-4]则表明,结构声学设计对潜艇的减振降噪具有重要意义。
目前,铺板上布置有各类液压机、风机、液压泵、蓄能器等设备以及海水管、通风管等管系。
这些设备和管系的振动通过与铺板连接的基座和马脚传递到铺板,再通过铺板与壳体的连接结构传递到壳体,最终向水中辐射噪声。
随着减振降噪设计的不断发展,一些原来布置在壳体上的有源振动设备也将逐步向铺板、舱壁和液舱等船体结铺板连接结构减振设计分析黄惜春1陈美霞21中国舰船研究设计中心,湖北武汉4300642华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉430064摘要:为控制机械振动向船体结构传递,基于不均质结构振动隔离原理,对铺板连接结构进行减振设计。
采用有限元方法建立各设计方案的计算模型,进行激励源在铺板不同位置工况下的动响应分析,对比各方案的减振效果并开展缩比模型试验。
分析结果表明,U形连接结构对抑制振动从铺板向圆柱壳体传递效果较好;适当减小连接板厚度,减振效果呈增加的趋势。
缩比模型测试结果显示,U形连接结构在2Hz~4kHz频段有大于4 dB的减振效果,仿真计算结果与试验结果吻合较好。
关键词:铺板;连接结构;减振设计;有限元中图分类号:U661.4文献标志码:A文章编号:1673-3185(2012)04-54-09 Anti-Vibration Design for Platform Connection StructureHUANG Xi-chun1CHEN Mei-xia21China Ship Development and Design Center,Wuhan430064,China2School of Naval Architecture and Ocean Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan430074,ChinaAbstract:Based on the theory of heterogeneous structure vibration isolation,anti-vibration design on the connection structure of submarine platform was implemented.Some numerical models were established by using finite element method,and dynamic responses of excitation source under different situations of plat⁃form were discussed.Meanwhile,scale model test was also carried out.The results indicate that the U-shaped connection can attenuate the vibration from platform to inner hull effectively;When reducing the thickness of connection structure appropriately,the anti-vibration effect is increasing.Scale model test proves that the U-shaped connection has more than4dB vibration reduction in frequency range from2Hz to4kHz.The numerical results agree well with the model test.Key words:platform;connection structure;anti-vibration design;finite element收稿日期:2011-06-16基金项目:国家部委基金资助项目作者简介:黄惜春(1970-),女,硕士,工程师。
研究方向:舰船振动噪声控制。
E⁃mail:huangxichun@第4期构转移,因此,铺板应具备减振降噪的功能。
作为铺板上的振动向壳体传递的主要通道,铺板连接结构的减振设计也是结构声学设计的重要内容。
通常,船体结构损耗系数会比材料内部损耗系数高1个数量级,这是由于船体构件中的能量损失与结构型式和连接型式等要素关系密切。
有研究表明,对于均质结构,在材料损耗系数不大的情况下,弹性波可以沿结构传播到很远的距离而无明显衰减。
但当结构中的截面发生突变,则会使弹性波在传播过程中不连续,可反射或抑制一部分弹性波,从而起到隔离弹性波的作用。
而且,不同连接形式的隔振量也存在较大差异。
由于铆接与焊接对振动传递产生的影响不同,因此,与钢质船体结构相比,铝合金船体结构的损耗系数高2~3倍。
充分利用连接结构的耗能性和隔振性进行减振设计,是结构声学设计的重要途径。
由于不同连接形式的隔振量不同,因此,在进行结构设计时,应尽量采用隔振量大的连接形式,以提高连接结构的隔振性和耗能性。
同时,由于不同波型的弹性波通过连接结构的能力有差异,所以在进行结构设计时,可以进行波型转化,从而进一步提高连接结构的隔振量。
针对结构进行减振设计的另外一个途径就是增加阻振质量,合理设计阻振质量的参数,同样可以取得较好的减振效果[5-8]。
但是,如果在结构设计中对重量控制严格,则阻振质量的应用也将会受到限制。
有限元方法是分析复杂工程结构中低频振动特性的有效方法。
本文将采用有限元方法建立铺板及壳体的计算模型,对比分析中低频段铺板采用不同连接结构方案时,在不同激励位置的振动传递特性。
同时,也将进行铺板连接结构参数对振动传递的影响分析,最后,通过缩比模型试验验证铺板连接结构在中低频及高频的减振效果。
1铺板连接结构减振设计铺板连接结构包括上部弧形连接板、纵桁和连接肘板。
其中,上部弧形连接板与壳体焊接,纵桁面板通过螺栓与支撑肘板面板连接,肘板与壳体焊接,具体连接型式如图1所示。
铺板上的弯曲振动在结构连接处一部分传递给上部弧形板,一部分传递给纵桁腹板,另一部分被连接结构反射回。
连接处的弯曲力矩将激励连接结构产生弯曲波,沿板平面的剪力将激励结构产生纵向波。
腹板将振动传递给壳体。
文献[9]对不同连接结构的振动能量传递系数进行了定量分析。
若振动经过连接结构,则振动隔离量为:L=10lg12(1)式中,L为振动隔离量,dB; 1为障碍前结构振动能量的平均密度; 2为障碍后结构振动能量的平均密度。
连接结构中振动隔离量可表示为:L=-10lgτ(2)式中,τ为纵波或弯曲波能量通过连接结构的传递系数。
线形连接结构中的弯曲波传递系数为:τ=éëêêêêùûúúúúμ5/421+μ3/421+μ3/412+μ5/4121+1(μ212+μ1/221)+μ1/212+μ1/2212(3)式中,μ12为前面结构与后面结构的厚度比;μ21为后面结构与前面结构的厚度比。
当连接板厚度相等(μ12=μ21=1),传递系数τ=1时,连接结构振动隔离量L=0dB,也即等厚度的线形连接结构对弯曲波没有隔振效果。
对于L形连接结构,弯曲波传递系数为:τ=2(μ5/421+μ5/412)-2(4)当连接板厚度相等(μ12=μ21=1),传递系数τ=1/2时,连接结构振动隔振量L=3dB,也即等厚度的L形连接结构的隔振效果为3dB。
方案1:考虑到铺板连接结构中纵桁有一定的高度,于是在纵桁与肘板之间构造U形连接结构,将纵桁腹板与U形板T形连接,纵桁中的纵向波转化为U形板的弯曲振动,同时,还延长了振源图1原始结构图Fig.1The original structure上部弧形板铺板横梁纵桁连接肘板支撑肘板黄惜春等:铺板连接结构减振设计分析55第7卷中国舰船研究将阻振质量沿着振动传递途径配置在板与板的连接处,可以隔离振动。
对于线形连接板,弯曲振动经阻振质量在等厚度板中传递时,阻振质量的隔振量可以表示为:L =10lgm M k 2m éëêêùûúúk M 1+k M 2(1+γ)2k 2r 2M (5)式中,m M 为阻振质量单位长度质量,kg/m ;m 为板单位面积质量,kg/m 2;k 为板中弯曲波波数,m -1;k M 1为阻振质量中弯曲振动波数,m -1;k M 2为阻振质量中扭转振动波数,m -1;r M 为阻振质量横截面惯性半径,m 。
方案2:利用阻振质量的减振作用,在原始方案的基础上,在铺板与壳体之间加设截面为50mm×50mm 的方钢,具体结构型式如图3所示。
2动响应分析本文将采用有限元法进行振动传递特性分析。
为了减小其他结构对研究内容的影响,计算响应点选取壳体上3档肋位,每档肋位5个点,上部选取为弧形板与壳体连接处,下部选取为肘板与壳体连接处。
其中,#1肋位距离激励点的垂直距离最近,响应点从上至下分别为1~5点;其次为#2肋位,响应点从上至下分别为6~10点;最远的为#3肋位,响应点从上至下分别为11~15点。
激励点位置及响应点位置如图6所示。
图2U 型连接结构图Fig.2The U-shaped structure方钢铺板横梁纵桁肘板肘板图3方钢连接结构图Fig.3The blocking masses structure弧形板铺板横梁纵筋U形板肘板图4铺板及壳体有限元模型Fig.4The finite element model of platform and cylindricalshell图53种连接结构有限元模型Fig.5The FE models of the three kinds ofconnection structures of platform激励点#1肋位#2肋位#3肋位1234556第4期考虑到设备的实际安装情况,振源在铺板上的位置各不相同。
通常,铺板由板及纵横加强筋构成,振源对铺板的激励点位于纵、横加强筋交接处和横向筋处,甚至是板格上。
在不同的位置,结构输入阻抗和由振源进入结构的振动能量不同,振动传递特性也不同[10]。