摘 要：減震技術(shù)在動力機械中的應(yīng)用能夠減少機械的磨損，增加機械的使用壽命。由于科學(xué)技術(shù)的不斷進步，隔振技術(shù)也出現(xiàn)了很大的發(fā)展，原有的單層隔振技術(shù)已經(jīng)提高為雙層隔振，甚至出現(xiàn)了浮筏隔振技術(shù)。本文研發(fā)可以進行隔振、吸振計算的軟件，目的是準確預(yù)測船舶動力機械的減振設(shè)計是否合理，是否能產(chǎn)生良好的減振效果。

關(guān)鍵詞：動力機械；減震設(shè)計；性能預(yù)測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.034

有害的震動不僅影響機械的性能，而且減少機械的使用壽命，對于動力機械減震設(shè)計性能進行預(yù)測和評估，利于有針對性的減少動力機械的有害震動，提高其使用壽命。

1 動力機械減震措施

根據(jù)生活經(jīng)驗，生活中充滿了各種有害振動。為了減少有害振動的危害，人們深入研究了不同工程領(lǐng)域的有害振動，并提出了控制有害振動的多種措施。減小有害振動，即采用一定的技術(shù)手段，使振動物的振動水平保持在合理范圍之內(nèi)。振動控制工程中時常會用到吸振、阻振和隔振三種措施。

隔振技術(shù)在實際中應(yīng)用最廣。隔振，顧名思義，就是將一定的彈性物設(shè)置在物體與支承面中間，從而將振動隔離。從振源角度對隔振的類型進行劃分，它包括兩種類型：一是使發(fā)生在物體身上的激振力不向支承面?zhèn)鲗?dǎo)，振源為機器，這種隔振方式被稱之為積極隔振；二是通過一定的手段使支承面的振動不向被支承物體的方向傳動，振源為支承面，這種隔振方式被稱之為消極隔振。

2 動隔離的基本原理

目前，各種類型的彈性安裝支承已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在船舶建造中的柴油機裝置，且取得了良好的隔振效果，將噪聲控制在合理范圍之內(nèi)。

在多種振動隔離方式中，單層隔振系統(tǒng)最簡單，從理論角度來分析，當外干擾力頻率比隔振系統(tǒng)本身所具有的頻率高出2倍時，隔振效果就會很明顯。頻率值與隔振效果之間呈正相關(guān)性，頻率越高，隔振效果越明顯。但從實際隔振效果來看，由于隔振器的頻段高，隔振器內(nèi)部會出現(xiàn)駐波，形成駐波效應(yīng)。在高頻振動的作用下，支承物邊緣產(chǎn)生振動，且隨著振動頻率的提高，隔振器剛度也會隨之增加。當單層隔振處于高頻段時，它的衰減值就會大幅減小，我們再從理論角度分析雙層隔振系統(tǒng)，雙層隔振系統(tǒng)的傳遞頻率為-24dB每倍頻程，比單層振動的12dB每倍頻程降低了一倍，因此機組傳向船體的振動會大幅減少。正是因為雙層隔振系統(tǒng)能有效隔離振動，消除噪聲，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于船舶動力裝置中。如今，在單個機組的雙層隔振裝置基礎(chǔ)上，研發(fā)人員又研發(fā)了只有一個中間基座的多臺機組雙層隔振系統(tǒng)，這種裝置被人們稱之為“浮筏”。

由于人們一般只能了解到隔振系統(tǒng)的局部坐標中的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣，人們計算坐標共同點時的計算過程相當繁瑣，因此人們將歐拉角的坐標轉(zhuǎn)換法用于共同坐標點的計算過程，在轉(zhuǎn)換矩陣中結(jié)合力、力矩角位移來進行，轉(zhuǎn)化局部坐標下的參量為選定坐標參量。

3 隔振效果評估指標

隔振系統(tǒng)通過減少振動達到消除噪聲的目的。在實際工程裝置中的隔振設(shè)計中，人們通常會對控制振動對象的振動減少量表現(xiàn)得很關(guān)注。人們通常會針對隔振效率來優(yōu)化設(shè)計隔振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，因此效果評估體系中最關(guān)鍵、最核心的內(nèi)容是確定評估效果指標。一整套效果評估體系的內(nèi)容最少需要包含兩種：一是從理論的角度對隔振系統(tǒng)展開分析，預(yù)測隔振效果；二是實際測定隔振系統(tǒng)的隔振效果。

當某一結(jié)構(gòu)下的振動通過隔振器或隔振材料向另一結(jié)構(gòu)傳遞時，振動速度、振動的力以及位移都會發(fā)生變動，我們可以用傳遞系數(shù)來表達這種振動。人們一般通過傳遞系數(shù)來描述隔振效果，隔振系數(shù)為經(jīng)隔振器傳遞的穩(wěn)定的力值與激振力值之比，即力的傳遞率；也可以是經(jīng)隔振器傳遞的位移量和激勵幅值之比，即位移傳遞率。當前，人們經(jīng)常使用如下幾種隔振效果評估指標描述隔振效果。（1）力傳遞率。作為隔振效果評估指標的力傳遞率，出現(xiàn)和使用時間最早，它是經(jīng)隔振器傳遞的穩(wěn)定的力值與激振力值之比；（2）插入損失。剛性安裝時基礎(chǔ)響應(yīng)與彈性安裝時基礎(chǔ)響應(yīng)之間的比值，插入損失包括速度插入損失、位移插入損失，還包括加速度插入損失；（3）振級落差。彈性安裝下的隔振器上振動響應(yīng)與下振動響應(yīng)之間的比值。

4 動被動控制通用計算軟件開發(fā)

計算人員在計算隔振系統(tǒng)振動時，經(jīng)常會依據(jù)結(jié)構(gòu)編制下的具體結(jié)構(gòu)的計算程序來計算，有時候也會在計算過程中采用商業(yè)軟件進行。依據(jù)具體結(jié)構(gòu)的計算程序來計算的工作量相對較少，可是不同的結(jié)構(gòu)要配備不同的程序，因此這種方法會導(dǎo)致浪費資源的現(xiàn)象。如果采用商業(yè)軟件來計算，計算結(jié)果準確度高，可是這要求工程人員必須熟練掌握軟件操作。為了避免出現(xiàn)以上問題，既要操作簡單，又要準確計算出任何系統(tǒng)的振動特性，需要開發(fā)出一款通用的計算軟件。

4.1 軟件開發(fā)平臺

利用MATLAB開發(fā)核心程序，程序界面采用vc++來進行，二者的有效結(jié)合能實現(xiàn)變成效率的提升。研發(fā)人員可以將COM組件運用于兩種語言的混合編程。在組件對象模型中，發(fā)布對象為組件。該模型下的工作標準可以共享二進制代碼，只要程序符合相關(guān)標準，便具備了訪問的資格。因此，COM組件可以十分便捷地應(yīng)用于兩種語言的協(xié)作開發(fā)。

4.2 軟件界面的設(shè)計特點

由于計算隔振系統(tǒng)隔振吸振過程會有大量數(shù)據(jù)的輸出與輸入，以及圖像的生成等，因此界面編寫時應(yīng)體現(xiàn)以下幾點：（1）操作界面要簡潔、易操作，同時還要友好。操作界面包括對話框、菜單欄、輸入數(shù)據(jù)區(qū)，包括工具欄、查看數(shù)據(jù)區(qū)，還包括圖形顯示區(qū)與數(shù)據(jù)保存區(qū)；（2）有效解決數(shù)據(jù)輸入問題，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，同時還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理；（3）有效解決隔振、吸振過程中的各種數(shù)據(jù)計算問題；（4）具有文檔功能，所有的輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)都可以完好保存下來。

5 結(jié)語

動力機械減震設(shè)計有利于減少有害震動，增加機械的使用壽命，提高機械使用的安全性。對其進行預(yù)測和評估，有利于對整體機械的安全性進行掌握，進而有針對性的采取措施，減少有害震動。

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作者簡介：姜帆（1994-），男，本科，研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化。