一种大型船舶隔振装置动态耦合多载荷识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于船舶减振降噪技术领域，具体涉及一种大型船舶隔振装置动态耦合多 载荷识别方法。
【背景技术】
[0002] 机械振动噪声是船舶低速航行时的主要噪声源，机械设备进行弹性安装是保证达 到目标噪声的重要手段。对于大型隔振装置，一般通过多个大型隔振器与基座相连，机械设 备振动激励通过隔振装置传递至基座引起水下声辐射，隔振器与基座安装面则是振动传递 的主要通道。隔振装置的动态载荷是船舶振动声辐射估算必不可少的输入参数；且可依据 隔振设计要求对隔振装置动态载荷进行评估，这是工程中控制辐射噪声的重要手段。
[0003] 目前船舶中机械设备动态载荷的频域识别方法包括两种：
[0004] 1)基于隔振器阻抗特性的识别方法；
[0005] 2)基于激励点与响应点之间传递函数求逆的识别方法。
[0006] 原春晖（机械设备振动源特性测试方研宄.武汉：华中科技大学博士论文，2006) 对两种方法进行了试验验证。郭荣等（一种基于正则化和奇异值分解的结构载荷识别方 法。发明专利，申请号201310073284. 2)针对点接触载荷，采用Tikhonov正则化法对载荷 进行识别。庞福振等（不平衡激励力间接测量方法。发明专利，申请号201210185489. 5) 针对点接触安装设备提供不平衡激励力及不平衡弯矩联合作用时设备对船体激励载荷的 间接测量方法。以上方法为将复杂问题简单化，通常认为设备安装机脚、隔振器及基座三者 接触部位都是"点"而不是有一定面积的接触"面"，所考虑的力和响应的作用面积均被简 化为一个点。这种点接触假设在接触面相对比较小的情况下成立，适应于辅机设备。
[0007] 对于船舶大型浮筏隔振装置，其隔振器与基座接触面大（最大尺寸接近0. 5米）， 安装面上载荷以及响应速度为空间分布形式，不再满足点接触假设，且多个安装面之间还 存在动态耦合，急需新的动态载荷识别方法。
【发明内容】
[0008] 有鉴于此，本发明提供了一种大型船舶隔振装置动态耦合多载荷识别方法，能够 针对隔振器与基座接触面大的船舶大型浮筏隔振装置进行多载荷识别，并充分考虑到各安 装接触面之间的动态耦合
[0009] -种大型船舶隔振装置动态耦合多载荷识别方法，大型船舶隔振装置中包括下层 隔振器和上层隔振器，其中上层隔振器与设备相连，下层隔振器与基座相连，下层隔振器和 基座之间具有η个安装接触面，其中最大尺寸与基座振动波长相近，该方法包括如下步骤： [0010] 第一步、对于每个安装接触面均进行离散，每个安装接触面离散后获得若干子面 积；每个子面积测点满足点接触。
[0011] 第二步、在不安装隔振装置的情况下，在基座面板和船体结构上选取m个响应点， m > η ;对于第k个安装接触面，其离散获得Nk个子面积。
[0012] 获取第i个子面积与第j个响应点之间的传递函数Yij,其中k = 1，2,…，n ;i = 1，2，...，Nk;j = 1，2，...，m〇
[0013] 则第k个安装接触面与第j个响应点之间的形成的传递函数为
【主权项】
1. 一种大型船舶隔振装置动态禪合多载荷识别方法，所述大型船舶隔振装置包括下层 隔振器和上层隔振器，其中上层隔振器与设备相连，下层隔振器与基座相连，下层隔振器和 基座之间具有n个安装接触面，其中最大尺寸大于或者等于基座振动波长的1/3,该方法的 特征在于，包括如下步骤： 第一步、对于下层隔振器与基座连接的每个安装接触面均进行离散，每个安装接触面 离散后获得若干子面积；每个子面积测点满足点接触； 第二步、在不安装隔振装置的情况下，在基座面板和船体结构上选取m个响应点，m>n;对于第k个安装接触面，其离散获得Nk个子面积； 获取第i个子面积与第j个响应点之间的传递函数Yy，其中k= 1,2，…，n;i= 1，2，...'Nk。. = 1，2，...'m; 则第k个安装接触面与第j个响应点之间的形成的传递函数为
第k个 安装接触面与111个响应点之间的形成的传递函数矩阵为&^{电也...HJ;所有安装接 触面形成的分布传递函数矩阵为化}mX"=化1&...HJT; 第=步、在安装了隔振装置的情况下，运转船舶上设备，测试第j个响应点的振动速度 自谱及赋相自谱，获得响应Vj，共m个响应点的响应构成响应向量{V}m={ViV2 ...V"J; 第四步、则隔振器和基座之间所有安装接触面上载荷机n为：的。=[H広扣1。 为对化}mx。采用奇异值分解求伪逆。
2. 如权利要求1所述的一种大型船舶隔振装置动态禪合多载荷识别方法，其特征在 于，所述子面积的尺寸AL为A/5~A/3,A为最高分析频率时基座面板的弯曲波波长。
3. 如权利要求1所述的一种大型船舶隔振装置动态禪合多载荷识别方法，其特征在 于，所述响应点个数m比安装接触面个数n多4个W上。
4. 如权利要求1所述的一种大型船舶隔振装置动态禪合多载荷识别方法，其特征在 于，所述第二步中获取第i个子面积与第j个响应点之间的传递函数的方法为：在第i个子 面积上选取一个测点A，采用力键或激振机在测点A处进行激励，测试获得测点A与响应点 之间传递函数，或者根据互易原理，在响应点处激励，测试测点A处的响应，获得测点A与响 应点之间传递函数。
5. 如权利要求1所述的一种大型船舶隔振装置动态禪合多载荷识别方法，其特征在 于，在基座面板上选取响应点的位置包括加强腹板位置、交叉肋板W及无加强腹板位置；在 船体结构上选取的响应点包括加强肋和非加强肋的位置。
【专利摘要】本发明公开了一种大型船舶隔振装置动态耦合多载荷识别方法，属于船舶减振降噪技术领域，该方法包括如下步骤:一、将下层隔振器与基座连接的每个安装接触面均进行离散；二、在隔振装置未安装或拆除的情况下，在基座面板和船体结构上选取m个响应点，m＞n；第k个安装接触面离散获得Nk个子面积；第i个子面积与第j个响应点之间的传递函数为Yij；所有安装接触面的分布传递函数矩阵为{H}m×n＝{H1 H2 ... Hn}T；其中Hk＝{Hk1 Hk2 ... Hkm}，三、安装隔振装置，运转装置上设备，测试第j个响应点的振动速度自谱及赋相自谱，获得响应Vj，m个响应点的响应构成响应向量{V}m＝{V1 V2 ... Vm}；四、则所有安装接触面上载荷{F}n为：。
【IPC分类】G01M7-02, G01L5-00
【公开号】CN104792447
【申请号】CN201410693028
【发明人】彭伟才, 刘彦, 原春晖, 郎波, 张俊杰
【申请人】中国舰船研究设计中心
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年11月26日