[发明专利]避免产生共振的模态避让方法

说明书

本发明的目的在于提供避免产生共振的模态避让方法，包括如下步骤：简化激励设备几何模型，建立激励设备及安装平台有限元模型，对安装平台进行谐响应分析，简化安装平台有限元模型，对激励设备及其附近结构进行模态分析，分析在激励源处的模态振型；根据模态分析结果，改变激励设备与安装平台连接处结构，通过改变连接处的结构，改变激励设备—安装平台耦合振动频率，对新方案进行模态分析计算、谐响应分析计算，对数据进行转换，得到增大结构刚度和减小结构刚度时模态避让结果，得到最优设计方案。本发明在机械振动设备减振方面具有实施简单、适应频率范围广、不易产生额外共振峰等优点，可以有效避免激励设备与安装平台产生共振，达到减振目的。

技术领域

本发明涉及的是一种规避设备激励频率从而避免产生共振的模态避让方法。

背景技术

旋转类机械设备广泛应用于船舶及其他工业领域中，其运转产生的低频周期性振动是船舶结构振动噪声的主要激励源，严重影响船舶运行时的安全性、隐秘性和乘务员的舒适性。此外，旋转类机械为周期性的振动当其作为激励源，作用于相邻机械设备，且旋转类设备激励频率与相邻机械结构固有频率接近或相等时，激励设备及其安装平台产生共振，导致激励设备及其平台振动加剧和噪声放大等不良影响。

现有减振技术大致可分为三大类：一、隔振，只有当驱动频率大于系统固有频率的倍数时，隔振系统才能起到隔振作用，因此频率范围很低的共振一般很难进行隔振处理，基于这一特性极大地限制了隔振器使用的频率范围；二、吸振，在振动机械设备上安装吸振器，通过安装吸振器使设备的共振峰值减小，但机械设备易在驱动频率附近产生两个新的共振峰，且有效作用频带较窄、设备总质量显著增加；三、阻尼减振，在机械振动结构外壳可以添加阻尼材料，使振动能量不断转化为热量进行耗散，但低频段的作用效果不明显。以上三种减振技术虽然已经在振动噪声控制领域广泛应用，但在实际应用过程中都存在相应的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供用在旋转类机械领域避免产生共振的模态避让方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明避免产生共振的模态避让方法，其特征是：

(1)简化激励设备及安装平台几何模型；

(2)应用有限元前处理软件Hypermesh建立激励设备及安装平台有限元模型；

(3)应用有限元软件ANSYS对安装平台进行谐响应分析，根据分析结果简化安装平台有限元计算模型：首先，对简化前安装平台进行谐响应分析计算，分析谐响应结果曲线峰值处的频率，其次简化距离柴油发电机组远处的安装平台结构，对简化后的安装平台进行谐响应分析，将安装平台简化后结果与简化之前结果进行对比，若简化后安装平台的响应峰值对应频率不变，则简化成功，反之，重新进行安装平台模型简化；

(4)根据柴油发电机组激励频率，用有限元软件ANSYS对柴油发电机组及基座进行模态分析，通过改变连接结构，改变其固有频率，避免激励设备与安装平台在此激励频率处达到共振耦合；

(5)减小平台振动，使设备—平台耦合固有频率避开设备激励频率，降低柴油发电机组附近结构振动烈度，改变基座有两种机理：增大基座刚度或减小基座刚度，对基座结构进行了四种设计方案，分别为：a、不做任何改变；b、在增加基座肋板数量；c、增加基座肋板数量同时减小肋板厚度；d、在柴油机基座甲板下侧增加横向板筋；

(6)对基座结构的四种方案进行平台振动响应模态分析计算、谐响应分析计算，应用matlab对数据进行转换，得到增大结构刚度和减小结构刚度时模态避让结果，得到最优避让方法。