專利名稱：平置式浮筏隔振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于艦船和潛艇的主、輔機安裝的桁架隔振裝置，特別涉及一種平置式浮筏隔振裝置。
背景技術(shù)：
潛艇作為海軍殺手锏武器和活動戰(zhàn)略武器平臺，承擔(dān)著捍衛(wèi)國家海洋國土安全、維護(hù)和保障海洋權(quán)益的任務(wù)。冷戰(zhàn)結(jié)束以來，世界軍事強國以潛艇為主要目標(biāo)，構(gòu)建水下三維立體探測聲吶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)水下超遠(yuǎn)程探測，提高反潛探測能力，對我國潛艇聲隱身技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。強化潛艇聲隱身性能已成為提高我國潛艇綜合突防能力、生存能力和作戰(zhàn)效能，并取得戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢的重要途徑。潛艇噪聲分為機械噪聲、螺旋槳噪聲和水動力噪聲等三大噪聲源，其主要噪聲源特性為強線譜和弱連續(xù)譜的疊加。機械噪聲本質(zhì)上為純頻噪聲，其頻譜為線譜，頻率范圍是IOHz 1000Hz，主要包括主、輔機運轉(zhuǎn)，管道噪聲和空氣噪聲。試驗表明，潛艇在電力推進(jìn)工況下，低速航行時的噪聲主要來自機械噪聲，約占總輻射噪聲級的70%左右，主要來源于潛艇內(nèi)部的主、輔機和軸系的運轉(zhuǎn)通過浮筏、基座傳遞并激勵殼體，引起殼體振動并向周圍水介質(zhì)中輻射噪聲。作為減振/隔振平臺，浮筏是目前對機械設(shè)備振動進(jìn)行集中隔離的最好途徑。浮筏隔振裝置是將整艙內(nèi)所有的機械設(shè)備彈性或剛性安裝在一個公共的浮筏筏體上，筏體彈性支撐或懸掛在殼體結(jié)構(gòu)上，通過機械絕緣和減振的方法來減小機械振動，從而降低潛艇的輻射噪聲。針對潛艇和艦船上的機組設(shè)備的浮筏隔振裝置，由于受到質(zhì)量約束和尺寸約束等原因，需要在小質(zhì)量小尺寸下實現(xiàn)盡量大的振動衰減。目前的浮筏隔振裝置主要由平板焊接而成，按照結(jié)構(gòu)形式分，主要有平板箱型浮筏，V型浮筏和復(fù)雜V型浮筏。這些浮筏沒有充分利用浮筏中各個子結(jié)構(gòu)之間的衰減機制，質(zhì)量和剛度分布不合理，無法形成寬頻帶的振動衰減。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種平置式浮筏隔振裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中各類浮筏沒有充分利用浮筏中各個子結(jié)構(gòu)之間的衰減機制，質(zhì)量和剛度分布不合理，無法形成寬頻帶的振動衰減的技術(shù)性問題。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種平置式浮筏隔振裝置，包括依次連接的上面板、桁架結(jié)構(gòu)和下面板，所述桁架結(jié)構(gòu)包括若干桁架周期結(jié)構(gòu)層。優(yōu)選地，所述桁架周期結(jié)構(gòu)層包括若干個桁架周期結(jié)構(gòu)，在所述桁架周期結(jié)構(gòu)層的橫向和縱向分別設(shè)置有多個桁架周期結(jié)構(gòu)，所述桁架周期結(jié)構(gòu)在橫向和縱向形成周期性排列。優(yōu)選地，所述桁架周期結(jié)構(gòu)包括若干豎梁和若干橫梁，所述豎梁通過所述橫梁連接，所述豎梁與所述橫梁可呈L型連接或T型連接。優(yōu)選地，相鄰的桁架周期結(jié)構(gòu)層通過豎向連接梁連接，所述桁架周期結(jié)構(gòu)在豎直方向上呈周期性排列。優(yōu)選地，所述橫向相鄰的桁架周期結(jié)構(gòu)通過橫向連接梁連接。優(yōu)選地，所述桁架周期結(jié)構(gòu)與所述橫向連接梁或所述豎向連接梁連接的連接處設(shè)有質(zhì)量塊，所述豎梁與所述橫梁的連接處設(shè)有質(zhì)量塊。優(yōu)選地，所述橫向連接梁、所述豎向連接梁、所述豎梁和所述橫梁可填充流體材料或散體材料。優(yōu)選地，所述橫向連接梁、所述豎向連接梁、所述豎梁和所述橫梁的外側(cè)可包覆阻尼材料。
優(yōu)選地，所述上面板上設(shè)有上層隔振器，所述下面板上設(shè)有下層隔振器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果
1、本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置綜合應(yīng)用了周期結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的阻帶通帶機制和桁架結(jié)構(gòu)所具有的阻抗變換的作用，使得浮筏裝置中的質(zhì)量和剛度參數(shù)優(yōu)化分布，增加了浮筏裝置中的振動衰減效果，使其隔振性能得到顯著提高；
2、本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置的重量可調(diào)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。


圖I為本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置的三維示意 圖2為本發(fā)明的桁架結(jié)構(gòu)的側(cè)視 圖3為本發(fā)明的桁架結(jié)構(gòu)的俯視 圖4為本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置的俯視圖；
圖5為本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置的仰視圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明。請參閱圖1-5，本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置，包括依次連接的上面板I、桁架結(jié)構(gòu)2和下面板3，桁架結(jié)構(gòu)2包括若干桁架周期結(jié)構(gòu)層21。桁架周期結(jié)構(gòu)層21包括若干個桁架周期結(jié)構(gòu)211，在桁架周期結(jié)構(gòu)層21的橫向和縱向分別設(shè)置有多個桁架周期結(jié)構(gòu)211，桁架周期結(jié)構(gòu)在橫向和縱向形成周期性排列，即多個桁架周期結(jié)構(gòu)在橫向和縱向分別有規(guī)律地排列，而非隨機排列。桁架周期結(jié)構(gòu)211包括若干豎梁2111和若干橫梁2112，豎梁通過橫梁連接，連接處6設(shè)有質(zhì)量塊，質(zhì)量塊起到阻抗失配的效果，使得高頻的振動多數(shù)被反射，而不進(jìn)行傳遞，波型轉(zhuǎn)換效果更佳。豎梁2111與橫梁2112可呈L型連接或T型連接，如圖I所示。桁架周期結(jié)構(gòu)層21之間采用豎向連接梁5連接，豎向連接梁5與桁架周期結(jié)構(gòu)211的橫梁2112連接。連接處6設(shè)有質(zhì)量塊，質(zhì)量塊起到阻抗失配的效果，使得高頻的振動多數(shù)被反射，而不進(jìn)行傳遞，波型轉(zhuǎn)換效果更佳。桁架周期結(jié)構(gòu)211在豎直方向呈周期性排列，即多個桁架周期結(jié)構(gòu)在豎直方向有規(guī)律地排列，而非隨機排列。相鄰的桁架周期結(jié)構(gòu)21通過橫向連接梁4連接，橫向連接梁4與桁架周期結(jié)構(gòu)21的豎梁2111可呈T型連接或L型連接。為增加振動傳遞的進(jìn)一步能量損耗，可以把豎梁、橫梁、豎向連接梁和橫向連接梁設(shè)置成空心梁，進(jìn)而添加流體或散體等吸振材料，也可以在空心梁表面包覆阻尼材料，增加阻尼，使其能最大限度的抑制振動。上面板I上設(shè)有上層隔振器，下面板3上設(shè)有下層隔振器。其中上面板I與下面板3分別與上、下隔振器通過螺栓孔進(jìn)行連接。當(dāng)振動經(jīng)過上面板I傳遞給各個桁架周期結(jié)構(gòu)211時，振動在傳遞過程中會產(chǎn)生阻抗失配和波型轉(zhuǎn)換效應(yīng)。在豎直方向的桁架周期結(jié)構(gòu)中傳遞的彎曲波會轉(zhuǎn)化為橫向的桁架周期結(jié)構(gòu)中的縱波和彎曲波，且在各連接點處的質(zhì)量塊起到阻抗失配的效果，使得高頻的振動多數(shù)被反射，而不傳遞。這樣經(jīng)過多層振動衰減，即可在桁架結(jié)構(gòu)2中形成駐波，將振動轉(zhuǎn)化為桁架周期結(jié)構(gòu)的彎曲振動，實現(xiàn)周期結(jié)構(gòu)的寬頻帶帶隙。本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置綜合應(yīng)用了周期結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的阻帶通帶機制和桁架 結(jié)構(gòu)所具有的阻抗變換的作用，使得浮筏裝置中的質(zhì)量和剛度參數(shù)優(yōu)化分布，增加了浮筏裝置中的振動衰減效果，使其隔振性能得到顯著提高；并且，本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置的重量可調(diào)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝。以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，包括依次連接的上面板、桁架結(jié)構(gòu)和下面板，所述桁架結(jié)構(gòu)包括若干桁架周期結(jié)構(gòu)層。
2.如權(quán)利要求I所述的一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，所述桁架周期結(jié)構(gòu)層包括若干個桁架周期結(jié)構(gòu)，在所述桁架周期結(jié)構(gòu)層的橫向和縱向分別設(shè)置有多個桁架周期結(jié)構(gòu)，所述桁架周期結(jié)構(gòu)在橫向和縱向形成周期性排列。
3.如權(quán)利要求2所述的一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，所述桁架周期結(jié)構(gòu)包括若干豎梁和若干橫梁，所述豎梁通過所述橫梁連接，所述豎梁與所述橫梁可呈L型連接或T型連接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，相鄰的桁架周期結(jié)構(gòu)層通過豎向連接梁連接，所述桁架周期結(jié)構(gòu)在豎直方向上呈周期性排列。
5.如權(quán)利要求4所述的一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，橫向相鄰的桁架周期結(jié)構(gòu)通過橫向連接梁連接。
6.如權(quán)利要求5所述的一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，所述桁架周期結(jié)構(gòu)通過所述橫向連接梁或所述豎向連接梁連接的連接處設(shè)有質(zhì)量塊，所述豎梁與所述橫梁連接的的連接處設(shè)有質(zhì)量塊。
7.如權(quán)利要求5或6所述的一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，所述橫向連接梁、所述豎向連接梁、所述豎梁和所述橫梁可填充流體材料或散體材料。
8.如權(quán)利要求7所述的一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，所述橫向連接梁、所述豎向連接梁、所述豎梁和所述橫梁的外側(cè)可包覆阻尼材料。
9.如權(quán)利要求I所述的一種平置式浮筏隔振裝置，其特征在于，所述上面板上設(shè)有上層隔振器，所述下面板上設(shè)有下層隔振器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于艦船和潛艇的主、輔機安裝的桁架隔振裝置，特別涉及一種平置式浮筏隔振裝置。本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置，包括依次連接的上面板、桁架結(jié)構(gòu)和下面板，所述桁架結(jié)構(gòu)包括若干桁架周期結(jié)構(gòu)層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的平置式浮筏隔振裝置綜合應(yīng)用了周期結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的阻帶通帶機制和桁架結(jié)構(gòu)所具有的阻抗變換的作用，使得浮筏裝置中的質(zhì)量和剛度參數(shù)優(yōu)化分布，增加了浮筏裝置中的振動衰減效果，使其隔振性能得到顯著提高。
文檔編號B63H21/30GK102717885SQ20121021128
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者華宏星, 張志誼, 徐時吟, 黃修長 申請人:上海交通大學(xué)