留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于振动和噪声性能的船用复合材料地板设计

刘成义 朱学康 叶梦熊 李金成

刘成义, 朱学康, 叶梦熊, 等. 基于振动和噪声性能的船用复合材料地板设计[J]. 中国舰船研究, 2020, 37(增刊): 1–7 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01772
引用本文: 刘成义, 朱学康, 叶梦熊, 等. 基于振动和噪声性能的船用复合材料地板设计[J]. 中国舰船研究, 2020, 37(增刊): 1–7 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01772
LIU C Y, ZHU X K, YE M X, et al. Design of shipboard composite floor based on vibration and noise performance[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2020, 37(Supp): 1–7 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01772
Citation: LIU C Y, ZHU X K, YE M X, et al. Design of shipboard composite floor based on vibration and noise performance[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2020, 37(Supp): 1–7 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01772

基于振动和噪声性能的船用复合材料地板设计

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01772
详细信息
    作者简介:

    刘成义,男,1990年生,硕士,工程师。研究方向:潜艇总体设计。E-mail:liuchengyii@163.com

    朱学康,男,1981年生,硕士,高级工程师。研究方向:潜艇总体设计

    叶梦熊,男,1984年生,硕士,高级工程师。研究方向:潜艇总体设计

    李金成,男,1987年生,硕士,高级工程师。研究方向:潜艇总体设计

    通信作者:

    刘成义 

  • 中图分类号: U661.44

Design of shipboard composite floor based on vibration and noise performance

  • 摘要:   目的  为优化船用地板的声学性能,降低舱内偶发的振动和噪声,提出新型船用复合材料地板的设计方案,并开展相关试验研究。  方法  将测试板的4个角及其4个边的中间部位用螺栓固定,采用钢球跌落试验方法,使用不同重量的钢球从不同高度处向板中心跌落撞击,分别测试传统铝合金花纹板以及2种不同封边形式的复合材料板在受到冲击时产生的机脚振动值和空气噪声值,并量化分析新型复合材料板的减振、降噪效果。  结果  结果显示,在不同重量的钢球从不同高度跌落撞击下,2种封边形式的复合材料板的机脚振动值、空气噪声值均明显低于传统铝合金花纹板,减振、降噪值均超过9 dB,其中不锈钢封边板的效果优于T60阻尼材料封边地板。  结论  2种封边形式的新型复合材料板的声学性能明显优于传统铝合金花纹板,具有较好的推广应用价值。
  • 图  1  复合材料板结构示意图

    Figure  1.  Schematic of composite plate structure

    图  2  铝合金板与复合材料板示意图

    Figure  2.  Schematic of aluminum-alloy and composite plate

    图  3  复合材料板不同封边方案示意图

    Figure  3.  Schematic of composite plates with different edge bandings

    图  4  试验机架

    Figure  4.  Test bench

    图  5  测点布置

    Figure  5.  Arrangement of measuring points

    图  6  Ⅰ-1-3组试验振动测试线谱

    Figure  6.  Vibration spectrum of group Ⅰ-1-3 test scheme

    图  7  轻钢球跌落试验振动测试结果

    Figure  7.  Vibration results of lighter-ball-drop test

    图  8  轻钢球跌落试验减振效果对比

    Figure  8.  Comparison of vibration reduction effect in lighter-ball-drop test

    图  9  重钢球跌落试验振动测试结果

    Figure  9.  Vibration results of heavier-ball-drop test

    图  10  重钢球跌落试验减振效果对比

    Figure  10.  Comparison of vibration reduction effect in heavier-ball-drop test

    图  11  轻钢球跌落试验噪声测试结果

    Figure  11.  Noise results of lighter-ball-drop test

    图  12  轻钢球跌落试验降噪效果对比

    Figure  12.  Comparison of noise reduction effect in lighter-ball-drop test

    图  13  重钢球跌落试验噪声测试结果

    Figure  13.  Noise results of heavier-ball-drop test

    图  14  重钢球跌落试验降噪效果对比

    Figure  14.  Comparison of noise reduction effect in heavier-ball-drop test

    图  15  2种方案相对铝板的减振降噪效果对比

    Figure  15.  Comparison of vibration and noise reduction effects of two schemes relative to aluminum-alloy plate

    表  1  试验方案分组

    Table  1.   Group of test schemes

    钢球样件振动试验噪声试验
    轻钢球铝制地板Ⅰ-1-1Ⅱ-1-1
    阻尼封边Ⅰ-1-2Ⅱ-1-2
    金属封边Ⅰ-1-3Ⅱ-1-3
    重钢球铝制地板Ⅰ-2-1Ⅱ-2-1
    阻尼封边Ⅰ-2-2Ⅱ-2-2
    金属封边Ⅰ-2-3Ⅱ-2-3
    下载: 导出CSV

    表  2  Ⅰ-1-3组试验计算结果

    Table  2.   Calculation results of group Ⅰ-1-3 test scheme

    测试振动值/dB
    第1次126.2
    第2次131.3
    第3次126.8
    平均值128.1
    下载: 导出CSV

    表  3  不同跌落高度下的振动、噪声测试值及降噪效果

    Table  3.   Mearsurements and reduction of vibration and noise in ball-drop test

    分组样件不同跌落高度振动、噪声测试结果/dB不同跌落高度减振、降噪效果/dB总体效果/dB
    Ⅰ-1-1铝制地板129.0133.1140.0
    Ⅰ-1-2阻尼封边117.5123.9127.911.69.212.19.2
    Ⅰ-1-3金属封边117.0123.0128.112.010.111.810.1
    Ⅰ-2-1铝制地板142.0147.6151.8
    Ⅰ-2-2阻尼封边120.5127.8130.321.519.821.419.8
    Ⅰ-2-3金属封边121.2126.9129.920.920.721.920.7
    Ⅱ-1-1铝制地板85.889.187.5
    Ⅱ-1-2阻尼封边73.279.376.212.69.811.29.8
    Ⅱ-1-3金属封边72.977.375.112.911.912.411.9
    Ⅱ-2-1铝制地板93.197.9101.5
    Ⅱ-2-2阻尼封边77.382.885.015.815.116.515.1
    Ⅱ-2-3金属封边75.079.682.718.118.418.818.1
    下载: 导出CSV
  • 张立. 复合材料飞机地板[J]. 航空制造工程, 1996(1): 21–22.

    ZHANG L. The thermo-plastic composites aircraft floor panels[J]. Aviation Engineering & Maintenance, 1996(1): 21–22 (in Chinese).
    沈火明, 张玉梅, 肖新标, 等. 高速列车波纹外地板低噪声优化设计[J]. 交通运输工程学报, 2011, 11(2): 65–71. doi: 10.3969/j.issn.1671-1637.2011.02.011

    SHEN H M, ZHANG Y M, XIAO X B, et al. Low-noise optimization design of external corrugated floor for high-speed train[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011, 11(2): 65–71 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1671-1637.2011.02.011
    姚丹. 组合车体结构隔声特性研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2017.

    YAO D. Research on noise insulation characteristics of combined vehicle structure[D]. Chengdu: Southwest Jiao Tong University, 2017 (in Chinese).
    金乃麒. 高速列车地板结构隔声特性仿真研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2015.

    JIN N Q. Simulation research on the acoustic radiation character for high speed train floor structure[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2015 (in Chinese).
    赵阳宇. 城轨列车轻质地板结构隔声特性分析[D]. 成都: 西南交通大学, 2016.

    ZHAO Y Y. Analysis on sound insulation characteristics of light floor of urban rail train[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2016 (in Chinese).
    孙文静, 周劲松, 郑路, 等. 高速列车复合地板振动特性研究[C]//“提高旅客舒适度”学术研讨会论文集. 长春: 中国铁道学会, 2016.

    SUN W J, ZHOU J S, ZHENG L, et al. Study on vibration characteristics of high-speed train composite floor[C]//Proceedings of the Symposium on Improving Passenger Comfort. Changchun: China Railway Society, 2016 (in Chinese).
    张振威. 高速列车地板声学性能研究及优化[D]. 成都: 西南交通大学, 2017.

    ZHANG Z W. Study and improvement on the acoustic performance of floor of high-speed train[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2017 (in Chinese).
    刘建良, 梅志远, 张焱冰, 等. 浮力材料和橡胶格栅夹层板振动响应试验对比研究[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(4): 1–6, 13.

    LIU J L, MEI Z Y, ZHANG Y B, et al. Comparative study on vibration response test of buoyancy-core and rubber-core grid sandwich panels[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(4): 1–6, 13 (in Chinese).
    李海涛, 丁炜, 贺华, 等. 不同阻尼地板偶发振动抑制效果的试验研究[J]. 船舶工程, 2015, 37(2): 28–31.

    LI H T, DING W, HE H, et al. Experimental research on accidental vibration inhibition effect of constrained layer damping floor[J]. Ship Engineering, 2015, 37(2): 28–31 (in Chinese).
    杨青, 王新, 张文伟, 等. 约束层阻尼结构降噪性能的测试分析[J]. 噪声与振动控制, 2010, 30(4): 150–152, 157. doi: 10.3969/j.issn.1006-1355.2010.04.038

    YANG Q, WANG X, ZHANG W W, et al. Study on noise suppressing performance of constrained layer damping structure[J]. Noise and Vibration Control, 2010, 30(4): 150–152, 157 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1006-1355.2010.04.038
    兰立芳. 多层阻尼复合结构振动及声辐射分析[D]. 长沙: 湖南大学, 2012.

    LAN L F. Vibration and sound radiation analysis of multi-layer damping composite structures[D]. Changsha: Hunan University, 2012 (in Chinese).
    石慧荣, 高溥, 李宗刚, 等. 局部约束阻尼柱壳振动分析及优化设计[J]. 振动与冲击, 2013, 32(22): 146–151, 173. doi: 10.3969/j.issn.1000-3835.2013.22.027

    SHI H R, GAO P, LI Z G, et al. Vibration analysis and optimization design of a cylindrical shell treated with constrained layer damping[J]. Journal of Vibration and Shock, 2013, 32(22): 146–151, 173 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1000-3835.2013.22.027
    黄微波, 刘东晖, 杨宇润, 等. T54/T60舰船用阻尼涂料在舱内舾装工艺中的合理应用[J]. 船舶, 1998(2): 35–39.

    HUANG W B, LIU D H, YANG Y R, et al. Rational application of “T54/T60 vibration damping coating for naval and merchant ships” in outfitting of shipbuilding[J]. Ship, 1998(2): 35–39 (in Chinese).
  • 加载中
图(15) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  80
  • HTML全文浏览量:  50
  • PDF下载量:  10
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-16
  • 修回日期:  2019-12-29
  • 网络出版日期:  2020-12-10

目录

    /

    返回文章
    返回