【摘 要】
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作为舰船动力传动装置的主要噪声源之一,齿轮箱的振动与噪声对舰船隐蔽性及工作性能具有重大影响。齿轮箱所发出的噪声绝大部分是以结构噪声的形式通过箱体壁面振动向外辐射,
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作为舰船动力传动装置的主要噪声源之一,齿轮箱的振动与噪声对舰船隐蔽性及工作性能具有重大影响。齿轮箱所发出的噪声绝大部分是以结构噪声的形式通过箱体壁面振动向外辐射,故对箱体的声振特性进行分析,继而降低其振动与噪声水平具有重要意义。本文针对某大型复杂齿轮箱箱体展开研究,根据声振特性分析结果,通过在箱体加筋和附加阻尼,达到减振降噪的目的。对大型复杂箱体几何模型进行简化,对箱体模态进行分析,研究了箱体模态振型的特点;基于模态叠加理论计算了简谐激励下箱体在1~900Hz以内关键响应点的加速度振动级;建立了声学分析的速度边界条件,利用边界元法求得了齿轮箱体的噪声辐射特性;对箱体声学板块贡献量进行分析,将对箱体声功率贡献较大的位置作为重点优化区域。考虑到箱体多由薄壁结构组成,建立加筋板模型,分析筋的数量、位置及尺寸对结构声振特性的影响,发现加筋对于薄板结构的减振降噪具有较好的效果,其中根据优势模态的模态振型优化加强筋位置、增加筋的截面尺寸(高度、宽度)、增大筋的高宽比均能不同程度降低结构振动及噪声水平。在薄板上附加阻尼,验证阻尼复合模型的准确性;研究了阻尼材料参数对结构的影响,并据此选择了阻尼材料;计算不同基层厚度下,不同类型、阻尼厚度的阻尼结构的模态阻尼比,分析可知约束阻尼减振效果要优于自由阻尼;确定了依据声学板块贡献量原则进行阻尼敷设。根据加筋及阻尼对薄壁结构特性的分析结果,首先建立具有不同数量、位置及尺寸筋的箱体,对比特定频段(447~562Hz)下的振动噪声水平,确定了箱体的加筋形式;其次在箱体声学贡献大的位置敷设阻尼,分析不同阻尼厚度下复合箱体的减振降噪效果,最终确定优化方案,与原箱体相比,其总声功率级下降12.6d B,平均加速度级下降17.8d B。
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