摘 要

振动隔离技术对提高潜艇和其他工业机械设备工作性能有着重要的意义，而双层浮筏隔振技术对比传统的单层双层隔振技术更具优势。为了有效的隔离中高频、低频和宽频振动，本文对双层浮筏隔振装置的每个模块进行选型和结构设计，在被动隔振的基础上并联主动隔振来设计双层浮筏隔振装置。

本文将隔振装置整体划分为七个子模块，对其进行结构设计之后，借助SolidWorks软件对隔振装置中振动电机、上层筏架、上层隔振器、中间筏架、下层隔振器、基座和支撑这七个模块进行三维建模，并装配成隔振装置整体。借助ABAQUS仿真软件分别对中间筏架和隔振装置整体进行模态分析，根据模态分析结果不断改进隔振装置结构设计，最后完成双层浮筏隔振装置的设计。

论文主要是对双层浮筏隔振装置进行结构设计和三维建模，最后以模态分析结果证明隔振装置整体结构设计的可行性。

关键词：隔振装置；筏架；中间筏架；隔振器

Abstract

Vibration isolation technology has a great significance for imroving the performance of submarine and other industrial machinery and equipment.And double-deck floating raft vibration isolation technology has more advantages than traditional single and double layer vibration isolation technologies.In order to isolate high frequency, low frequency and wideband vibrations effectively,this paper selects each modules’ specific types of the double-deck floating raft vibration isolation device and designs the structuals of them,then designs the double-decked floating raft vibration isolation device parallelling active vibration based on the passive vibration.

The whole vibration isolation device is divided into seven modules,after designed each structuals, we set up 3D modeling for the vibration motor, upper raft frame, upper isolator, the middle raft frame, lower isolator, base and support these seven modules with the Solidworks software, and assembly them into a whole vibration isolation device.Then according to the results of modal analysis,we improve the structure design of the vibration isolation device continuously.

This paper mainly carries on the structural design and the 3D modeling to the double-deck floating raft isolation device, and finally proves the feasibility of the whole structure design by the result of the modal analysis.

Key Words：Vibration isolation device；raft；middle raft；vibration isolator

目 录

摘 要 1

Abstract 2

目 录 3

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 课题研究目的与意义 1

1.2.1 研究目的 1

1.2.2 研究意义 2

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 被动隔振国内外现状 2

1.3.2 主动隔振国内外现状 4

1.3.3 半主动隔振国内外现状 5

1.4 论文主要内容 6

第2章 双层浮筏隔振装置结构设计方案 7

2.1 隔振装置总体设计要求 7

2.2 筏架的选取 7

2.2.1 中间筏架类型的选取 7

2.2.2 上层筏架类型的选取 8

2.3 振动电机的选型 9

2.4 减振器的选择 9

2.4.1 钢弹簧减振器 9

2.4.2 橡胶减振器 10

2.4.3 磁悬浮隔振器 11

2.5 基座的设计 12

2.6 支撑的设计 12

2.7 本章小结 12

第3章 双层浮筏隔振装置三维建模 14

3.1 三维建模技术路线 14

3.2 隔振装置各部分三维建模 14

3.2.1 筏架 14

3.2.2 振动电机 16

3.2.3 隔振器 17

3.2.4 基座 21

3.2.5 上下层支撑 21

3.2.6 优化各部分建模 22

3.3 隔振装置模型总装配 23

3.4 本章小结 24

第4章 双层浮筏隔振装置模态分析 25

4.1 模态分析介绍 25

4.2 中间筏架模态分析 25

4.3 隔振装置模态分析 28

4.4 本章小结 31

结语 32

参考文献 33

致谢 35

第1章 绪论

• 1. 课题研究背景

振动是宇宙中普遍存在的一种现象，它也广泛的出现在人们的日常生活和生产之中。工程系统如汽车、精密机床、测量仪器、船舶、潜艇、飞机、航天器等都常常处在各种激励的作用下而不可避免地发生各种各样的振动^[1]。对于这些工程设备而言，高强度的振动和噪声会造成机械的强度和疲劳破坏、环境的噪声污染和人体健康的负面影响等。

潜艇是海上最具威胁能力的战术及战略兵器之一，自诞生起就一直受到世界各国海军的高度重视。与水面常规舰艇相比，潜艇的最大优点是隐蔽性好，机动灵活，突袭力较强。但是，潜艇航行时动力机组的机械振动、螺旋桨与海水的流固耦合以及艇体与海水的水动力响应引起的噪声信号，却能以海水为介质远远传播开去，被水面舰艇和飞机所载声纳捕捉，从而泄露其行踪，变得无所藏匿，而且潜艇航速较低，因为其一旦暴露，极易成为水面舰艇和飞机的攻击目标。

影响潜艇航行隐蔽性和探测能力的主要噪声是由于艇上机械设备运转而产生的结构噪声。如图1.1所示为潜艇内机组振动传递示意图，机械设备产生的振动和噪声主要通过弹性联接、基座、内部结构和水介质传到艇体，并形成水下辐射噪声^[2]。这些噪声不仅影响潜艇自身的声隐身能力和攻击能力，还对船员的工作环境和身心健康产生了不可消除的伤害，也干扰着潜艇与地面之间的通信联络。