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大尺度深海冷泉环境模拟承压结构大开孔补强技术研究
1
作者 张震 王永军 +3 位作者 魏子豪 张云 卞如冈 向杨君 《船舶力学》 北大核心 2025年第9期1435-1443,共9页
本文以某大尺度深海冷泉环境模拟承压结构为研究对象,系统性总结了适用于球壳开孔补强的主要设计计算方法,以21 MPa、φ5000 mm球壳为例,研究了开孔率为0.1~0.6条件下的基于等面积法、压力面积法、极限分析法的补强效果,定量分析了球壳... 本文以某大尺度深海冷泉环境模拟承压结构为研究对象,系统性总结了适用于球壳开孔补强的主要设计计算方法,以21 MPa、φ5000 mm球壳为例,研究了开孔率为0.1~0.6条件下的基于等面积法、压力面积法、极限分析法的补强效果,定量分析了球壳补强长度、接管补强长度对球柱接合区局部结构的应力分布影响规律,采用缩比模型进行了验证。研究发现:对于高压大开孔补强设计,相比于平齐补强,密集补强方法将补强金属集中于球柱接合区,所需的补强面积更小,更为经济;球壳、接管补强长度的增加均会有效降低交接处的应力集中系数,提高局部结构的极限强度并改变破坏形式,但接管长度的增加具有一定的边际效应,在具备制造可行性的前提下应尽量增加球壳补强长度;基于有限元方法的结构应力计算结果与实测结果较为吻合。 展开更多
关键词 深海 冷泉 承压结构 大开孔
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5000 t全回转起重船背拉基座结构设计与优化分析
2
作者 刘飞飞 徐贺 +3 位作者 朱永健 迟少艳 杜梦潮 吴文开 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第2期66-73,共8页
起重船是海洋工程领域的重要辅助船舶,主起重机为起重船的核心装备,保证其在各工况下安全作业是起重船设计的重中之重。本文以某5000 t起重船为研究对象,为提升该起重船尾吊作业能力并保证安全,在船体主甲板中部位置设置有背拉系固设备... 起重船是海洋工程领域的重要辅助船舶,主起重机为起重船的核心装备,保证其在各工况下安全作业是起重船设计的重中之重。本文以某5000 t起重船为研究对象,为提升该起重船尾吊作业能力并保证安全,在船体主甲板中部位置设置有背拉系固设备,并为保证甲板载货面积不受影响,该设备所在区域甲板开口做下沉式处理。由于系固设备位置特殊,为了避免设备背拉基座及甲板开口区域出现结构型损伤,采用有限元方法针对设备基座在有无总纵弯矩作用下进行强度分析。计算结果表明,在总纵弯矩作用下,船中甲板开口角隅及背拉设备基座加强结构出现明显的应力集中情况。根据有限元结果对该区域结构进行优化设计,优化后整体应力情况得到明显改善,相关内容可为后续相关船型设计提供参考,具有一定的工程参考意义。 展开更多
关键词 起重船 背拉系固设备 有限元计算 结构强度
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船舶基座轻量化设计方法研究
3
作者 郭力 赵新豪 +1 位作者 袁昱超 唐文勇 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第16期12-19,共8页
以船体基座轻量化为目标,分别从结构设计和材料设计的角度对基座进行轻量化设计。从结构设计出发,采用依赖于经验的分块化设计方法和结合有限元-优化算法的拓扑优化与参数优化设计方法减小结构的体积;从材料设计出发,通过应用碳纤维T70... 以船体基座轻量化为目标,分别从结构设计和材料设计的角度对基座进行轻量化设计。从结构设计出发,采用依赖于经验的分块化设计方法和结合有限元-优化算法的拓扑优化与参数优化设计方法减小结构的体积;从材料设计出发,通过应用碳纤维T700新型复合材料代替原有的钢制结构来减轻结构的密度。研究表明,由于不同方法的减重原理不同,优化后的减重效果和力学性能均存在差异,拓扑设计减重效果最好,减重率达62.8%,参数设计的应力和位移优化效果最好,最大应力和位移的增大率仅为5.8%和22.1%。在实际应用中要根据不同情况选择合适的轻量化设计方法,研究结果可为船舶轻量化设计提供一定参考。 展开更多
关键词 轻量化 拓扑优化 参数优化 复合材料
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带2根附属构件平台桩腿冰荷载遮蔽效应试验研究
4
作者 李伟 吴宽宽 +5 位作者 刘阳 李良坤 马思崇 徐滢 张大勇 王国军 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第17期170-176,共7页
为明确附属构件对桩腿冰荷载的影响,本文通过海冰加载试验开展了,带2根附属构件不同遮蔽情况下的冰力变化规律研究。试验结果表明,带2根附属构件对孤立桩腿极值冰荷载影响系数在0.77~1.4之间;当附属构件在桩腿的迎冰面时,附属构件具有... 为明确附属构件对桩腿冰荷载的影响,本文通过海冰加载试验开展了,带2根附属构件不同遮蔽情况下的冰力变化规律研究。试验结果表明,带2根附属构件对孤立桩腿极值冰荷载影响系数在0.77~1.4之间;当附属构件在桩腿的迎冰面时,附属构件具有破冰作用,极值冰力较孤立桩腿减小了23%;当冰板穿过附属构件与桩腿之间时,桩腿与附属构件相互干扰,使冰板的局部破坏特征发生改变,影响结构的极值冰力;相比于工程设计中通常使用的代数相加和等效直径计算方法,试验测量得到的带附属构件桩腿实际极值冰力折减系数在0.53~0.9之间。研究成果可以为带附属构件平台桩腿的冰荷载评估提供理论参考。 展开更多
关键词 极值冰力 遮蔽效应 附属构件 海冰加载试验
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基于修正子模型方法的FPSO模块支墩结构强度分析
5
作者 吴文开 杨玥 +3 位作者 杜梦潮 刘飞飞 蒋扬 薛尔特 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第17期45-51,共7页
模块支墩结构同时承受上部模块载荷与船体载荷,是FPSO的关键部位,对其进行强度分析很有必要。为提高计算效率,通常在三舱段计算中采用子模型方法计算模块支墩结构的应力。以嵌入式方法的计算结果为基准,分别探究了子模型方法对高腹板模... 模块支墩结构同时承受上部模块载荷与船体载荷,是FPSO的关键部位,对其进行强度分析很有必要。为提高计算效率,通常在三舱段计算中采用子模型方法计算模块支墩结构的应力。以嵌入式方法的计算结果为基准,分别探究了子模型方法对高腹板模块支墩和低腹板模块支墩强度分析的适用性,发现后者的计算精度对舱段分析中粗网格模型的刚度准确性非常敏感。考虑到子模型方法的计算精度主要取决于粗网格模型和子模型之间刚度的匹配性,为了消除这种不确定影响,提出一种修正子模型方法,通过修正模块支墩载荷来抵消模型之间刚度的差异。结果表明,修正子模型方法在很大程度上消除了强度校核的误判风险,使修正前后计算应力的误差从12.4%降低为1.3%。 展开更多
关键词 FPSO 模块支墩结构 子模型方法 载荷修正
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某海缆船加装锚泊定位系统结构设计分析
6
作者 陶尼斯 陈曙梅 张能 《船舶物资与市场》 2025年第1期40-43,共4页
针对目前海缆船锚泊定位系统支撑结构设计方面研究较为匮乏的现状,以依托项目某海缆船加装锚泊定位系统改造为例,分别对该系统中的定位锚绞车和导缆器的支撑结构设计进行了研究,对各工况下锚绞车和导缆器的支撑结构强度进行了分析。根... 针对目前海缆船锚泊定位系统支撑结构设计方面研究较为匮乏的现状,以依托项目某海缆船加装锚泊定位系统改造为例,分别对该系统中的定位锚绞车和导缆器的支撑结构设计进行了研究,对各工况下锚绞车和导缆器的支撑结构强度进行了分析。根据设备布置和船体结构的对称性重点对首楼导缆器支撑结构进行了研究,并根据分析结果对支撑结构设计进行了优化。最终的分析结果表明,船体结构强度满足船级社规范要求,可为工程类船舶支撑结构设计提供参考。 展开更多
关键词 海缆船 锚泊定位系统 支撑结构
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中小型LNG船鞍座及附近船体结构强度分析 被引量：18
7
作者 杨青松 陆丛红 纪卓尚 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期61-70,共10页
中小型LNG船与传统大型LNG船相比,在结构设置和内部设备等方面有着很大差别。船在海上航行时,受动、静载荷的综合作用,鞍座的应力分布比较复杂。因此鞍座及附近船体的应力分布情况直接关系到此种LNG运输船使用的可靠性与安全性。详细介... 中小型LNG船与传统大型LNG船相比,在结构设置和内部设备等方面有着很大差别。船在海上航行时,受动、静载荷的综合作用,鞍座的应力分布比较复杂。因此鞍座及附近船体的应力分布情况直接关系到此种LNG运输船使用的可靠性与安全性。详细介绍了中小型LNG船C型独立液货舱货罐鞍座的结构及其承载作用。结合中国船级社《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》,推导出船舶在静水、仅垂荡、仅横摇以及垂荡和横摇并存状态下鞍座承载区域所受径向力的分布函数。利用ANSYS软件,对一艘6400m3LNG船的鞍座及附近船体结构进行有限元建模。针对不同工况,采用载荷叠加法,施加规范要求的载荷,得出应力分布结果。对计算结果进行分析,找出危险工况及危险部位,并针对应力分布,给出结构改进措施,为类似鞍座结构强度分析与结构设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 中小型LNG船 C型独立液货舱 鞍座 径向载荷 有限元 强度分析
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夹芯复合材料基座结构设计与强度分析 被引量：11
8
作者 毛亮 梅志远 +1 位作者 罗忠 朱锡 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2008年第1期98-102,共5页
提出了两型夹芯复合材料基座结构的设计方案,建立了夹芯复合材料基座数值分析模型,通过理论分析确定了影响基座结构刚度和强度性能的主要参数;应用有限元法,分析了铺层方式、支撑厚度和骨架形式等对直支撑基座结构刚度和强度性能的影响... 提出了两型夹芯复合材料基座结构的设计方案,建立了夹芯复合材料基座数值分析模型,通过理论分析确定了影响基座结构刚度和强度性能的主要参数;应用有限元法,分析了铺层方式、支撑厚度和骨架形式等对直支撑基座结构刚度和强度性能的影响规律,计算并讨论了曲率半径对弧形支撑式基座刚度和强度性能的影响;比较了5种夹芯材料基座的结构力学性能,并通过优化设计,确定了夹芯复合材料基座结构形式。 展开更多
关键词 夹芯复合材料 基座 刚度 强度
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复杂应力场中裂纹疲劳扩展寿命预报 被引量：11
9
作者 王丽丽 黄小平 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第4期383-388,共6页
船舶作为一种大型焊接结构,其疲劳热点部位的应力应变场分布很复杂,要预报这些部位的裂纹疲劳扩展寿命,必须解决复杂场中裂纹的应力强度因子计算及其裂纹扩展方向问题。该文对船舶肘板处两种不同原因产生的裂纹的扩展路径、扩展速率进... 船舶作为一种大型焊接结构,其疲劳热点部位的应力应变场分布很复杂,要预报这些部位的裂纹疲劳扩展寿命,必须解决复杂场中裂纹的应力强度因子计算及其裂纹扩展方向问题。该文对船舶肘板处两种不同原因产生的裂纹的扩展路径、扩展速率进行了研究。裂纹扩展方向用第一主应力准则确定,在裂纹扩展方向上给定不同的裂纹增量,得到不同长度裂纹的复合裂纹等效应力强度因子,并拟合这些计算结果得出船舶肘板的应力强度因子计算式。结合裂纹扩展率单一曲线模型对肘板裂纹扩展寿命进行了预报,预报结果与实验结果符合得较好,说明所采用的方法可行。对建立船舶典型节点的裂纹扩展寿命预报方法有参考价值。 展开更多
关键词 船舶节点 复杂应力场 裂纹扩展速率 裂纹扩展路径 等效应力强度因子 单一曲线模型
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中小型LNG船货罐鞍座及附近船体材料分布研究 被引量：10
10
作者 杨青松 陆丛红 纪卓尚 《中国舰船研究》 2010年第4期40-43,共4页
C型独立液货罐是中小型LNG船的主要液舱形式,属于半冷半压式容器。由于贮存LNG的液货罐处于低温状态,且因与船体相连的鞍座支撑,在鞍座及附近船体上就会形成温度梯度,故有必要对鞍座及附近船体结构进行温度场分析,以确定其材料分布。提... C型独立液货罐是中小型LNG船的主要液舱形式,属于半冷半压式容器。由于贮存LNG的液货罐处于低温状态,且因与船体相连的鞍座支撑,在鞍座及附近船体上就会形成温度梯度,故有必要对鞍座及附近船体结构进行温度场分析,以确定其材料分布。提出了对该C型独立液货罐鞍座及其附近船体结构热分析的方法,认为鞍座及其附近船体处在低温液货、海水与空气3种流体介质中,通过船体与3种流体的对流换热及其与层压木之间的热传导达到热平衡。借助ANSYS有限元软件,给出有限元热分析模型的简化和对流载荷的施加方法,以确定鞍座及其附近船体结构的温度场分布,结合材料的最低许用设计温度确定鞍座及附近船体结构材料的合理分布,以防止材料发生低温脆性破坏,并给出具体实例。 展开更多
关键词 LNG船 C型独立液货罐 鞍座 有限元热分析 材料分布
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不同阻尼板形式对圆筒型FPSO平台运动性能的影响 被引量：4
11
作者 李晨 李欣 +3 位作者 田新亮 郭孝先 张显涛 卢文月 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期151-159,共9页
针对圆筒型浮式生产储卸油装置(FPSO)运动响应进行优化,提出带有2种新型垂荡抑制结构的圆筒型FPSO,即上扬边锋型圆筒FPSO和锯齿型圆筒FPSO。通过频域分析获得2种新型结构的幅频响应函数,初步对比判断2种新型结构运动性能的优劣,在此基础... 针对圆筒型浮式生产储卸油装置(FPSO)运动响应进行优化,提出带有2种新型垂荡抑制结构的圆筒型FPSO,即上扬边锋型圆筒FPSO和锯齿型圆筒FPSO。通过频域分析获得2种新型结构的幅频响应函数,初步对比判断2种新型结构运动性能的优劣,在此基础上,设计新型圆筒FPSO系泊系统并进行时域耦合分析,将计算结果与试验数据进行对比验证,在证实数值模拟准确性的同时分析新型结构的阻尼特性,得到较优的垂荡抑制结构形式。结果显示,所述的锯齿型垂荡抑制结构可有效减小纵荡和纵摇的运动幅值及幅值发生概率,降低纵荡和纵摇运动能量产生,改善整体运动性能。 展开更多
关键词 圆筒型FPSO 阻尼板形式 运动性能 频域计算 时域耦合分析
原文传递
平面则架结构系统可靠性分析程序 被引量：5
12
作者 胡云昌 周晓航 +1 位作者 余建星 郭振邦 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1991年第4期52-63,共12页
本文进一步分析了平面刚架结构系统失效的基本原理,并给出了只考虑弯矩载荷效应和同时考虑弯矩与轴力两种载荷效应下自动生成失效衡准,搜索主要失效模式与计算系统失效概率的方法,开发出通用计算机程序。通过算例,验证了计算方法的适用... 本文进一步分析了平面刚架结构系统失效的基本原理,并给出了只考虑弯矩载荷效应和同时考虑弯矩与轴力两种载荷效应下自动生成失效衡准,搜索主要失效模式与计算系统失效概率的方法,开发出通用计算机程序。通过算例,验证了计算方法的适用性与程序的可靠性。 展开更多
关键词 平面刚架结构 船舶 可靠性
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基于移动可变形组件法的格栅平板隔振结构自振频率拓扑优化
13
作者 周锦航 商超 +2 位作者 王强勇 代成名 李刚 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期149-156,171,共9页
隔振结构在工程结构中主要用于设备与主体结构的连接,其动力学特性对隔振效果有着显著影响。通过移动可变形组件方法,针对典型的格栅平板隔振结构,解决其基频拓扑优化问题。首先,使用梁单元对格栅平板隔振结构进行模型简化;其次,基于简... 隔振结构在工程结构中主要用于设备与主体结构的连接,其动力学特性对隔振效果有着显著影响。通过移动可变形组件方法,针对典型的格栅平板隔振结构,解决其基频拓扑优化问题。首先,使用梁单元对格栅平板隔振结构进行模型简化;其次,基于简化后的优化对象的梁单元结构进行移动可变形组件框架的改进,加入基于改进框架的冗余梁单元自适应修剪,提升计算效率;最后,计算不同工况下设备布局以及以单频和多频作为优化目标的拓扑优化结果并进行比对。该方法对隔振结构设计中如何提升结构基频并兼顾结构轻量化,避免在工作频率范围上共振现象的产生有实际意义。 展开更多
关键词 格栅平板隔振结构 梁单元 移动可变形组件法 基频特性
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钢-铝混合高速巡逻艇机舱棚及吊机基座结构设计分析
14
作者 吴群明 邓建通 +1 位作者 陈南华 李静莲 《广东造船》 2025年第5期25-29,共5页
船用吊机及自身底座一般为钢质材料,在某些特殊情况下,需将吊机安装于钢铝混合结构船体中的铝质构件上,其基座结构设计应特殊考虑。本文以某钢-铝混合高速巡逻艇为研究对象,为减轻船体结构重量及结构连接可实施性,机舱棚及吊机基座采用... 船用吊机及自身底座一般为钢质材料,在某些特殊情况下,需将吊机安装于钢铝混合结构船体中的铝质构件上,其基座结构设计应特殊考虑。本文以某钢-铝混合高速巡逻艇为研究对象,为减轻船体结构重量及结构连接可实施性,机舱棚及吊机基座采用铝质材料,基座与钢质主船体结构之间采用铝-钢过渡接头进行连接。为使吊机载荷有效传递至船体,采用有限元技术对基座及船体结构进行强度校核,对基座及其支撑结构与船体结构的连接形式和节点进行优化。 展开更多
关键词 钢-铝结构 高速巡逻艇 机舱棚 吊机基座 结构设计
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漂浮式海上平台航行器系留座设计研究
15
作者 蒋胜 党添赋 +1 位作者 陈耿坚 刘正亮 《广东造船》 2025年第5期33-36,共4页
漂浮式海上平台主要用于航行器航空保障试验及拓展试验用途,其飞行甲板上的航行器系留座是航行器系留装置的重要组成部分,其性能对于保障航行器在海上平台上的安全存放和使用至关重要。为满足海上平台系留座的生产制作、安装使用,本文... 漂浮式海上平台主要用于航行器航空保障试验及拓展试验用途,其飞行甲板上的航行器系留座是航行器系留装置的重要组成部分,其性能对于保障航行器在海上平台上的安全存放和使用至关重要。为满足海上平台系留座的生产制作、安装使用,本文研究系留座的结构设计和性能,创新设计一种方便船厂自制、现场施工安装便利的系留座,并通过了相关试验验证。 展开更多
关键词 系留座 航行器 创新设计 材料性能
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海上风电平台船组合式登乘梯应用研究
16
作者 陈志坚 《中国水运》 2025年第20期49-51,共3页
针对风电平台船“港航平7”设计组合式登乘梯,采用Midas Civil有限元分析软件对组合式登乘梯的强度、刚度及屈曲稳定性进行仿真分析,并制作应用于“港航平7”的组合式登乘梯,辅助海上风电风机安装。结果表明:设计的组合式登乘梯结构性... 针对风电平台船“港航平7”设计组合式登乘梯,采用Midas Civil有限元分析软件对组合式登乘梯的强度、刚度及屈曲稳定性进行仿真分析,并制作应用于“港航平7”的组合式登乘梯,辅助海上风电风机安装。结果表明:设计的组合式登乘梯结构性能能够满足规范要求,且已成功应用于海上风电平台船,能够解决常规水平舷梯无法在平台船与风机之间搭建的问题,有效提高了海上风机安装施工效率。 展开更多
关键词 海上风电 风电机组 风电平台船 登乘梯
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锚机支撑结构局部强度两种直接计算方法对比 被引量：10
17
作者 王佚 张少雄 张华 《船海工程》 北大核心 2015年第6期50-54,59,共6页
采用两种加载方式对某浮吊锚机基座及相关船体结构的局部强度进行直接计算,并对比分析两种方法所得的应力结果,结果表明,两种方法是应力结果差别较大,在应力水平较低时两种方法都可以用来计算校核基座及其支撑结构的局部强度;当应力水... 采用两种加载方式对某浮吊锚机基座及相关船体结构的局部强度进行直接计算,并对比分析两种方法所得的应力结果,结果表明,两种方法是应力结果差别较大,在应力水平较低时两种方法都可以用来计算校核基座及其支撑结构的局部强度;当应力水平接近许用应力时,建议采用MPC加载方式计算评估。 展开更多
关键词 锚机 局部强度 有限元 直接计算
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典型舰船基座机械阻抗特性参数化快速分析平台开发 被引量：5
18
作者 张锦岚 杜伟 和卫平 《船海工程》 北大核心 2017年第1期6-9,13,共5页
基于阻抗分析理论及基座机械阻抗有限元分析方法,开发典型舰船基座机械阻抗特性参数化快速分析平台,对典型舰船基座进行参数化建模并进行有限元分析,快速得到阻抗曲线。分析各结构参数对机械阻抗的影响,为舰船基座设计和改进提供借鉴。
关键词 基座 机械阻抗 结构参数 数值分析 软件开发
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系泊拖带设备船体加强结构的强度分析 被引量：9
19
作者 闫晋辉 罗桂山 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2017年第1期34-41,共8页
带缆桩和导缆孔在船舶系泊、拖带作业中通常会受到很大的载荷作用,在船舶设计过程中有必要对系泊、拖带设备的支撑结构进行强度分析。以MSC.PATRAN/NASTRAN为平台,根据船体尾部甲板的结构形式、系泊和拖带设备布置以及船体结构加强形式... 带缆桩和导缆孔在船舶系泊、拖带作业中通常会受到很大的载荷作用,在船舶设计过程中有必要对系泊、拖带设备的支撑结构进行强度分析。以MSC.PATRAN/NASTRAN为平台,根据船体尾部甲板的结构形式、系泊和拖带设备布置以及船体结构加强形式建立船体局部有限元模型,通过对不同设计方案下的支撑结构进行计算,分析比较导缆孔、带缆桩区域船体加强结构的应力分布情况,并着重对导缆孔区域的加强形式进予以考虑,以期为系泊、拖带设备加强结构的强度校核和优化设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 系泊设备 拖带设备 支撑结构 安全工作载荷 许用应力设计
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橡胶表面波减隔振机理及特性研究
20
作者 秦宇璇 李海超 +2 位作者 汤旸 江沛 庞福振 《振动工程学报》 北大核心 2025年第7期1385-1395,共11页
针对船舶设备振动低频连续谱减隔振难题,提出了一种基于表面波能量衰减的基座结构减振方法。以橡胶-玻璃钢耦合振动系统为例,基于有限元法分析了橡胶表面波效应的减振特性,探究了橡胶厚度、杨氏模量、阻尼系数等参数对表面波减振特性的... 针对船舶设备振动低频连续谱减隔振难题,提出了一种基于表面波能量衰减的基座结构减振方法。以橡胶-玻璃钢耦合振动系统为例,基于有限元法分析了橡胶表面波效应的减振特性,探究了橡胶厚度、杨氏模量、阻尼系数等参数对表面波减振特性的影响规律,并开展了橡胶表面波减振特性试验,验证该减振方法的有效性。研究结果表明:表面波效应具有良好的减振效果,且在高频效果更为显著;表面波减振效果随介质厚度的增加而增强,但并非完全正相关;随着介质杨氏模量的减小,减振效果显著增强;增大阻尼有利于表面波减振效果的提升;与全覆盖橡胶层相比,在隔振基础上局部覆盖橡胶层具有更优的减振效果。 展开更多
关键词 减隔振 表面波 橡胶 振级落差 波形转换
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