[发明专利]组合式空腹板隔振基座

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种动力设备安装基座，具体是一种能够减少舰船动力机械振动与噪声的设备安装基座。

背景技术

舰船动力设备的振动是引起船体振动的主要振源之一，基座系统正是安装于浮筏和舰船之间的装置，船体摇摆时，能保证机器设备的稳定，同时将机器设备的重量及其运转时产生的力传递给船体结构。它是保证各种机械装置正常工作的重要结构，基座结构的可靠与否会直接影响到舰船的航行和作战能力。传统的基座系统由焊接在舰船上的纵向骨架、板架组成，它更多的只是起到支承设备的作用，而对设备传递到舰船的振动隔离效果并不明显。

图1给出了一种典型舰船基座结构，其组成包括基座横向面板、基座垂向面板和基座肘板，该结构只能起到安装支撑动力设备的作用，而几乎没有减振降噪的效果。

吸振器技术的理论和实验研究已经很完善，并已被广泛应用于实际工程中改善隔振系统的低频吸振效果。近年来，国内开始对周期结构在高频振动带隙的特性进行了研究，发现在周期结构的带隙频率范围内振动波不能传播。如能利用动力吸振器的低频吸振效果和周期结构高频振动带隙特性，设计一种基座结构，使基座结构在支承动力设备的同时，具备良好的低频和高频振动隔离效果，这对于改善舰船的声隐身性能具有十分重要的意义。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种组合式空腹板隔振基座，用于舰船动力设备中，以在低频和高频范围内隔离从动力设备传递到舰船的振动。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种组合式空腹板隔振基座，主要由双层周期空腹板、曲梁弹簧和动力吸振器组成，其中，双层周期空腹板由方钢线切割切除周期分布的小铁块形成空腹的一体结构，曲梁弹簧由两个相同的弹簧片相背焊接而成；动力吸振器，由两个相同的钢块焊接于弹簧钢而成；两个双层周期空腹板通过曲梁弹簧焊接连接，动力吸振器焊接到双层周期空腹板上。

所述双层周期空腹板为薄板和板筋周期排列而成的一体化空腹结构。

所述曲梁弹簧焊接在双层周期空腹板的板筋处，曲梁弹簧的数目与双层周期空腹板的空腹数相等。

所述动力吸振器安装在上面双层周期空腹板的第三层薄板上，位置为空腹的中部，动力吸振器的数目与双层周期空腹板的空腹数相等。

所述双层周期空腹板和曲梁弹簧宽度相同，动力吸振器的宽度应确保钢块与空腹板之间有足够的间隙。

所述的双层周期空腹板中板筋与薄板的厚度比大于3，双层周期空腹板周期空腹的长度与薄板厚度之比大于20，双层周期空腹板的单层高度约为薄板厚度的10倍。

所述曲梁弹簧的厚度与薄板的厚度之比在1/3-1/2之间。

所述动力吸振器中的弹簧钢片厚度取决于吸振频率，其长度伸出双层周期空腹板宽度的50%。

所述动力吸振器中的钢块安装在弹簧钢片伸出空腹板的部分，钢块的质量不小于空腹板质量的20%。

本发明所公开的组合式空腹板隔振基座的工作原理是：周期分布的动力吸振器形成局域共振结构，在该结构的局域共振带隙范围内禁止振动从动力设备传递到舱段上，局域共振带隙可以出现在低频段；双层周期空腹板结构具有布拉格带隙特性，在布拉格带隙范围内振动波在空腹板中不能传播，布拉格带隙一般出现在高频段；在局域共振带隙远小于布拉格带隙的前提下，两种带隙互不影响，从而使舰船基座可以在低频和高频都取得显著减振效果。

本发明的组合式空腹板隔振基座结构的局域共振带隙在50-200Hz频段，布拉格带隙在400-1500Hz和1800-3000Hz频段。相对于现有的舰船基座结构，本发明具有以下优点：

1、本发明独特的双层周期空腹板存在宽频段的布拉格带隙，在带隙内空腹板的横向振动传递衰减幅度可以高达80dB。

2、本发明联合吸振技术和周期结构布拉格带隙机理，实现了低频段和高频段有效隔离、衰减结构噪声的传递。

3、本发明可降低船体结构10-3000Hz频段振动加速度级在5dB以上，并具有良好的低频吸振效果。

4、本发明的组合式空腹板隔振基座经强度校核，可推广到各型船舶的基座结构设计中，具有良好的实际应用价值。

附图说明

图1（1）是现有技术中典型舰船基座结构示意图；

图1（2）是图1（1）的侧视图；

图2（1）是本发明的组合式空腹板隔振基座的结构示意图；

图2（2）是图2（1）的侧视图；

图3是双层周期空腹板的结构示意图；

图4是曲梁弹簧的结构示意图；