Виброизоляция структурного шума на судах

• Автор: Щербакова, Ольга Валерьевна
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТЫ ЭКИПАЖЕЙ СУДОВ ОТ ДЕЙСТВИЯ ШУМА И ВИБРАЦИИ. МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ
1.1 Определение шума и вибрации как нежелательных факторов
при эксплуатации речного судна. Нормирование вибрации и шума
1.2 Основные источники шума и вибрации на судне, их интенсивность
1.3 Методы снижения шума на судах, их эффективность и область применения
1.4 Выбор направления исследования
1.5 Выводы по первой главе
ГЛАВА 2 СОБСТВЕННЫЕ ЧАСТОТЫ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРУЖИНЫ. ТРЕНИЕ В ПРУЖИНАХ. ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ ПРУЖИН. ПОПЕРЕЧНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
2.1 Классические предпосылки виброизоляции в контексте поглощения энергии на путях распространения. Оценка существующих способов подвески с точки зрения звуковых мостиков
2.2 Поглощение шума геликоидальными пружинами
2.3 Дискретизация упругого элемента
2.4 Метод конечных элементов
2.5 Диапазон параметров судовых виброизоляторов
2.6 Влияние осевой нагрузки на частоту колебаний пружины
2.7 Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЯ ТРЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ В ДИАПАЗОНЕ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ
3.1 Трение в стержне
3.2 Трение в композитном стержне
3.3 Трение в стальной пружине
3.4 Колебания композитной пружины

3.5 Несущая способность и жёсткость виброизолятора
3.6 Динамичность модели в диапазоне граничных частот
3.7 Методы управления трением в опорах
3.8 Негармонический осциллятор
3.9 Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯВЛИЯНИЯ
4.1 Базовые характеристики объектов исследования
4.2 Изучение продольных колебаний пружин растяжения
4.3 Изучение стоячих волн
4.4 Передача звуковой вибрации через свободную пружину
4.5 Звукоизоляция пружин
4.6 Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Современное судостроение использует достижения механики, технологии, материаловедения и других технических дисциплин для совершенствования конструкции судов. Одна из проблем судостроения заключается в создании эффективных систем подавления шума и вибрации на судах. Данная работа посвящена вопросам теоретического обоснования и практического применения виброизолирующей подвески с повышенным шумовым поглощением в опорах главных двигателей. Применяемые в настоящее время резиновые и пружинные опоры обладают рядом преимуществ - низкие эксплуатационные затраты, низкая стоимость, высокая надёжность. Недостатком таких опор считается хорошая звуковая проводимость в определённых областях частот. На это обращают внимание многие учёные. Можно указать на исследования И. И. Клюкина, который дал принципиальное объяснение явлению существенного повышения динамической жёсткости опор выполненных из эластичных материалов. Попытки усовершенствования металлических опор были направлены на снижение жёсткости подвески в рамках классической теории колебаний. С одной стороны такой метод применим только для судовых электростанций, с другой — он не решает основную проблему хорошей звуковой проводимости. Для резинометаллических опор главных двигателей применялись промежуточные массы, которые оказались недостаточно эффективными. В последнее время судостроители резко увеличивают толщину верхней фундаментной балки, но это также не даёт ожидаемый результат.
Целью диссертации является повышение эффективности работы виброизолирующих опор в частотной области структурного шума при сохранении основных достоинств современных опор.
Метод исследования. Теоретическое исследование заключалось в поиске причин низкой эффективности опор и разработке математических и физических моделей раскрывающих влияние основных параметров

1.4 Выбор направления исследования
Оценивая состояние виброшумоизоляции на современных судах, можно отметить положительные и отрицательные качества методов снижения структурного шума. Современные виброизоляторы ориентированы на защиту оборудования от сотрясений и низкочастотных колебаний оборудования не связанного жёстко с судовыми системами. Это относится к судовым электростанциям, системам кондиционирования, периодически работающему оборудованию. В области звуковых колебаний эффективность виброизоляторов невелика в силу коренных причин, которые в технике получили наименование «звуковые мостики».
Снижение структурного шума на рабочих местах, в каютах, в пассажирских салонах традиционно проводится путем зашивки внутренних помещений специальными конструкциями. Эти конструкции могут использовать как рассеивание энергии колебаний, так и другие методы. Фактически действие защитных конструкций является комплексным сочетающим изоляцию, поглощение и отражение. Главным недостатком различных покрытий является их низкая эффективность, связанная с резким различием плотности воздуха и материала покрытия. Самые лёгкие материалы в сотни раз плотнее воздуха, что является фундаментальным препятствием для повышения их эффективности. Второй недостаток -большие объёмы материала и, следовательно, высокая стоимость противошумовых мероприятий.
Это позволяет сделать вывод, что существующие методы и модели функционирования виброзащиты и шумовой изоляции исчерпали свои возможности и не могут развиваться в соответствии с требованиями современной техники.
Необходимо найти новое направление, позволяющее повысить эффективность противошумовых мероприятий. Это направление заключается в подавлении шумовой вибрации на месте её возникновения. Одним из