船舶振動(dòng)與控制Law

1、下一頁船舶振動(dòng)與噪聲控制Control Vibration and Noise for Ship 船舶振動(dòng)與噪聲控制14 七月 20221上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司GERB 公司歷史:1907 William Gerb 先生在德國柏林創(chuàng)立 發(fā)明阻尼器VISCODAMPER1957在德國埃森成立技術(shù)部1967由CG Helling & Co.公司收購控股 1967 第一臺(tái)汽輪機(jī)隔振 - 用于核電廠1974隔而固工程設(shè)計(jì)公司成立1979 法國分公司1983西班牙分公司 1985 首例建筑物隔振1988美國分公司 1989首例道床隔振1990巴西分公司1991俄

2、羅斯分公司1991捷克分公司1992印度分公司1997中國分公司1998首例高速鐵路道床隔振1998阿根廷分公司 意大利分公司2002 鋼彈簧浮置板首次在中國投入使用公司創(chuàng)始人William Gerb 先生14 七月 20222上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司隔而固振動(dòng)控制有限公司在全球的分支機(jī)構(gòu)14 七月 20223上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司G E R B 隔而固集團(tuán)業(yè)務(wù)領(lǐng)域:工業(yè)設(shè)備發(fā)電設(shè)備軌道交通橋梁與建筑航空與船舶航天、運(yùn)載服務(wù)范圍：技術(shù)咨詢方案設(shè)計(jì)靜、動(dòng)力學(xué)計(jì)算施工圖設(shè)計(jì)隔振器制造安裝振動(dòng)測試14 七月 20224

3、上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司隔而固（青島）振動(dòng)控制有限公司員工107 人發(fā)展：60%/ 年組織機(jī)構(gòu) 市場部 生產(chǎn)部安裝部振動(dòng)測試、工程設(shè)計(jì)研發(fā)部等部門14 七月 20225上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司隔而固北京辦事處西環(huán)廣場2號(hào)樓1810室14 七月 20226上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司振動(dòng)基礎(chǔ)理論14 七月 20227上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Vibration ParametersDisplacementFrequencyVelocityAcc

4、eleration14 七月 20228上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Displacementx(t) = X sin (2 p t/T) = X sin w t= X sin (2 p f t)x = instantaneous displacement (m)X = maximum displacement (m)t = time (s),T = period of vibration (s)f = frequency of vibration (Hz)w = angular frequency (2 p f ) (radians/s)14 七月 2022

5、9上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Velocityv = dx/dt = wX cos (wt) = = V cos (wT) = V sin (w + p/2)= V cos (2 p f t)v = instantaneous velocity (m/s)V = maximum velocity (m/s)14 七月 202210上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Accelerationa = dv/dt = dx/dt = - wS sin (wt) = - A sin (wt + p) = - A sin (2 p f t)

6、a = instantaneous acceleration (m/s2)A = maximum acceleration (m/s2)14 七月 202211上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司彈簧隔振原理及其微分方程振動(dòng)微分方程 方程中第一項(xiàng)為整個(gè)系統(tǒng)的慣性力 第二項(xiàng)為阻尼力 第三項(xiàng)為彈簧力 第四項(xiàng)為轉(zhuǎn)子不平衡量激發(fā)的激振力 隔振的原理是使慣性力與激振力方向相反，數(shù)值相等，從而互相抵消，也就是隔離了動(dòng)態(tài)激振力。 因?yàn)镾in(t)的二階導(dǎo)數(shù)為 -2 Sin(t)，所以慣性力項(xiàng)正好與激振力項(xiàng)方向相反。讓慣性力抵消激振力的愿望是可以實(shí)現(xiàn)的。14 七月 202212彈簧

7、隔振隔離效率 當(dāng)激振力的頻率fexc與隔振彈簧的垂直固有頻率fv 的比值（稱為調(diào)諧比）= fexc /fv3時(shí)，就可以基本上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)激振力，也就是動(dòng)載荷的隔離，隔離效率 I 可達(dá) 87.5%。這個(gè)調(diào)諧比越大，隔離效率越高。隔離效率的公式可以用下式表示： I = （2-2 ）/（2-1 ） 用數(shù)據(jù)與表格表示時(shí)，見下表： 調(diào)諧比1.414 3 4 5 8 10 隔離效率 I % 087.593.395.898.499.0 用圖表示時(shí)，見下圖：14 七月 202213彈簧隔振器14 七月 202214圓柱螺旋彈簧如圖(簧桿斜度a d 。 推導(dǎo)彈簧的應(yīng)力和變形計(jì)算公式。14 七月 2022151、 求

8、簧桿橫截面上的內(nèi)力分離體的平衡2、求簧桿橫截面上的應(yīng)力a) 略去與剪力相應(yīng)的切應(yīng)力b) D d 時(shí)略去簧圈的曲率影響14 七月 2022163、 求彈簧的變形近似認(rèn)為簧桿長度 l =2pRn彈簧在線彈性范圍內(nèi)工作時(shí)稱為彈簧的剛度系數(shù)（N/m)14 七月 202217上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司軸向一階固有頻率: dwire diameterDcoil diameterGshear moduluspdensitynnumber of coils彈簧的固有頻率14 七月 202218振動(dòng)傳遞系數(shù)14 七月 202219上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔

9、而固振動(dòng)控制有限公司Acceleration, rms14 七月 202220上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Acceleration, rms14 七月 202221上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Crest factor14 七月 202222上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Phase Difference14 七月 202223上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Non-harmonic motion14 七月 202224上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制

10、隔而固振動(dòng)控制有限公司Segmental or Hand-Arm VibrationTransmitted to handsand arms from powertools and other vibrating equipment, such as chain saws, chipping tools, drills, grinders, motor bikes.14 七月 202225上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司General or Whole Body VibrationTransmitted to thesitting or standing bod

11、ythrough transmittingsurfaces such as inaircraft, ships,vehicles or working onvibrating floors.14 七月 202226上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司W(wǎng)hole Body Vibrationextremely strong vertical accelerations can cause spinal fractures (compression)14 七月 202227減振原理上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司14 七月 202228上

12、一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司船舶設(shè)備的彈性支撐系統(tǒng)14 七月 202229上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司 振動(dòng)隔離和結(jié)構(gòu)聲的控制 (16 Hz-20kHz) 沖擊隔離(marine applications) 船體變形補(bǔ)償 (power barges)14 七月 202230上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司關(guān)鍵部位的振動(dòng)和結(jié)構(gòu)聲控制關(guān)鍵部位 主機(jī) 輔機(jī) 平臺(tái) 管道系統(tǒng) 甲板艙室, 艦橋14 七月 202231上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司14 七月 202232

13、上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司14 七月 202233上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司14 七月 202234上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司14 七月 202235上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司隔振器的布置形式14 七月 202236上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司隔振器的布置形式14 七月 202237上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Vibration Levels (s, v, a)Insert

14、ion loss DLE = Lv,without Lv,with Transmission loss DLV = Lv,above Lv,belowThese values depend also on the impedances of the substructure.F Input force FB Output forceEvaluation of Isolation MeasuresForce Transmission14 七月 202238上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司理想的彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的傳遞損失Spring-mass system with

15、ideal spring14 七月 202239上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Series Connection of Springs14 七月 202240上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司longitudinal lateral torsional螺旋鋼彈簧的固有頻率14 七月 202241上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司mSupported massmfSpring massf1First natural frequency of the springf0System natural freq

16、uency實(shí)際彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的傳遞損失Spring-mass system with real“ spring14 七月 202242上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司 機(jī)器與基礎(chǔ)間裝上減振器，如圖。 按第一類振動(dòng)理論，可寫出mkr系統(tǒng)在PP0sint作用下的位移方程：xBsin（t） rkm14 七月 202243上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司 所以，傳給基礎(chǔ)的振動(dòng)力幅值為： 14 七月 202244上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司注： （TD） TF力傳遞系數(shù)。 14 七月 202245上一頁下

17、一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Elastic support system on passenger boat BRIENZ (320 KW Engine, MWM) 插入損失14 七月 202246上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司不同頻率下振動(dòng)水平的差異 (Lv, above - Lv, below)衰減曲線14 七月 202247上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司插入損失值實(shí)際測量的雙層彈性支撐系統(tǒng)的插入損失值14 七月 202248上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司 減小

18、激振力, 力矩, 壓力喘振等. 增大與振源之間的距離. 減小能量密度. 結(jié)構(gòu)聲的衰減 / 隔離.通過安裝彈性界面，質(zhì)量或其他的隔斷面較小結(jié)構(gòu)聲的反射. 結(jié)構(gòu)聲的阻尼. 通過阻尼材料將動(dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)化為熱能. 減小聲輻射.減小輻射表面積和輻射損耗因子. 結(jié)構(gòu)聲的控制措施 14 七月 202249上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司 設(shè)備的彈性支撐 14 七月 202250上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司目標(biāo) 保護(hù)設(shè)備和乘員免受沖擊振動(dòng)的影響，使設(shè)備在一定的沖擊載荷下不受損壞. 主要沖擊隔離方式 防振設(shè)備剛性連接在船舶的結(jié)構(gòu)上. 各個(gè)設(shè)備各自

19、安裝具有回彈性的防振設(shè)備. 安裝在公用底座上的設(shè)備的隔振. 支撐在大位移的較軟的彈簧隔振器上. 以海軍的規(guī)章條例為設(shè)計(jì)依據(jù). (e. g. BV 0230, BR3021). 沖擊隔離14 七月 202251上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司支撐元件 襯墊 橡膠 鋼絲繩隔振器 螺旋鋼彈簧 Viscodampers 彈性支撐元件14 七月 202252上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司螺旋鋼彈簧的特性 隔振效率高 承載能力大 高、低溫可靠性 耐火性 抗老化 免維護(hù) 易安裝14 七月 202253上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制

20、隔而固振動(dòng)控制有限公司螺旋鋼彈簧的優(yōu)點(diǎn) 在各個(gè)方向具有良好確定的特性. 在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)下的剛度一致性. 載荷變形曲線具有良好的線性.14 七月 202254上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Viscodamper14 七月 202255上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司目的:減小共振時(shí)的振幅及能量消散粘滯阻尼14 七月 202256上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司螺旋鋼彈簧隔振器14 七月 202257上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司螺旋鋼彈簧隔振器沒有內(nèi)部止推裝置的隔振器

21、14 七月 202258上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司螺旋鋼彈簧隔振器有內(nèi)部止推裝置的隔振器14 七月 202259上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Double-elastic mounting systemwith steel spring mounts, dampers and rubber elements應(yīng)用-推進(jìn)柴油機(jī)14 七月 202260上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Ship 民品減振項(xiàng)目GrimmCassensEmdenKalamounLeanderPeeneWerftMarja

22、taMTULeanderYach+ClubMSTatooshKuschMWMTatooshHDWNobiskrug14 七月 202261上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Reduction of transmission of vibrations and structure-borne noise into supporting structure應(yīng)用-發(fā)電船14 七月 202262上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Barges （大型發(fā)電船蒸汽透平減振）14 七月 202263上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)

23、控制有限公司Elastic support of the deckhouse of tugboat YBBS應(yīng)用-甲板艙室14 七月 202264上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Dredger with isolated decksTugboat with isolated decks應(yīng)用-甲板艙室14 七月 202265上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Reduction of transmission of vibrations and structure-borne noise into supporting structur

24、e應(yīng)用-發(fā)電船14 七月 202266上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司14 七月 202267上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司Double-elastic support of the driving engine (KHD/515 PS) on a passenger boat應(yīng)用-主機(jī)14 七月 202268上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司14 七月 202269上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司水平 TMDs (13.5 Hz , 200 kg) 安裝在方向舵上T

25、uned Mass Damper Cruise Ship“MS Deutschland“14 七月 202270上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司應(yīng)用-豪華游艇煙臺(tái)萊佛士為新加坡建造的豪華游艇14 七月 202271甲板彈性支撐隔振上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司14 七月 202272上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司安裝在螺旋鋼彈簧上的柴油發(fā)電機(jī)彈性支撐的柴油發(fā)電機(jī)14 七月 202273上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司安裝在雙層隔振器上的中速柴油機(jī)采用彈性支撐的柴油機(jī)14 七月 202274上一頁下一頁返回本章首頁船舶振動(dòng)與噪聲控制隔而固振動(dòng)控制有限公司采用彈性支撐的壓縮機(jī) 14 七月 202275上一頁下一頁返回