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摘 要:为了最大限度的满足船舶管系的减振需求笔者在文中提出了两种穿孔性隔震垫,一般都放置在船舶的管系的马脚位置,或者在基座等振动比价强烈的部位也可以安放,文中就两种隔震垫的阻燃、阻尼等性能进行了分析,并通过实验证明二者在船舶管系减振中的减振作用。
关键词:船舶;管系;减振材料;应
在船舶的减振和抗噪工作中,除了要从振源方面进行处理外,还可以通过传播途径进行治理,而且传播途径的治理在整个防振工作中意义深远。对于船舶来说,气管路系统比较繁复,比如水管、风管以及气管和油管等,振动带来的干扰往往通过这些渠道传播到整个船身中,增加船舶的振动,因此,为了降低船舶的振动干扰,就需要借助一些特殊的材料对这些管路系统加以处理。目前所采取的简单而且行之有效的方法主要有在管路系统的外壁包裹一些阻尼材料,缓解振动的传播,而为了方便这些材料才船舶上的应用,有关企业制作出了管路系统的隔振垫,本文就隔振垫的隔振原理以应用加以介绍。
一、管道系统隔振垫的结构
目前使用比较广泛的隔振垫是穿孔性的阻尼胶板制成的QGD-1和QGD-2隔振垫,其中QGD-1是厚度为4毫米呈正三角形分布的阻尼带,QGD-2是厚度为5毫米的呈正四边形的阻尼带,两种隔振垫的外形尺寸长宽分别为40公分和60公分,另外两种隔振垫的穿孔截面的形状都是葫芦状的,头部一边大一边小,在小头的一边有一个起收缩作用的瓶颈,此收缩颈的直径比小头的直径小2毫米左右。
二、管道系统减振材料的物理性能分析
QGD-1和QGD-2所使用的减振材料的密度为1434kg/m-3,硬度大约为67邵氏A 以上,含氧比率为30.2%,抗扯断指数为12.2MPa,扯断的拉长率为645%。
笔者经过实验验证,发现减振材料分别在淡水、盐水、机油、柴油和液压油等五种液体物质中分别金牌168个小时、72个小时和24个小时后重量和体积都会发生变化,具体结果见下表1所示。
其中,Δm/Δv均用百分比表示。从以上内容中可以看出QGD-1和QGD-2的材料的隔热性能和耐油性能都比国外的样品要强,不过耐水性稍差。
另外,根据国标JB981对减振材料的阻尼性能进行研究后发现,在温度为10度到40度之间时,如果振动频率在50Hz左右时,减振材料所消耗的最大因子以及弹性模量分别为:拉压时的最大因子消耗为0529,剪切时的最大因子消耗为0.483;拉压时的弹性模量为0.164×108-0.327×108,剪切时的弹性模量为0.253×107-0.446×107。
三、管道系统减振材料的减振性能分析
笔者在文中将直径为50毫米,长度为150公分的钢管作为船舶管道系统的模拟管路,并经由马脚将其固定在一个钢制底座上,分别将QGD-1和QGD-2隔振垫垫在底座的马脚位置处,然后利用小锤击打钢管,击打的频率控制为8200冲击锤激振,分别将击打点选择在钢管的另外一端,即马脚的外边,振动频率的测试点分别选择在钢管的中间一点处、钢管中与击打位置相对称的位置和底座的中点位置处,然后再对进行阻尼处理前的各個测试点的加速度级别进行测量,以此判断减震垫的减振效果。
经过试验后,我们对没有经过任何阻尼处理的管道末端和经过减震垫处理的振动效果进行分析后发现:如果管道系统的马脚经过阻尼处理后,振动级别明显降低,也就是说整个船身所受到的振动也会降低很多,而且越是距离击打点远的测试点获得的振动降幅越大,我们分析,之所以发生这种现象是因为振动波在传播的过程中,经过距离打击的点最近的的测试点时只有一个马脚经过处理,而继续向后传播的过程中经过处理的马脚数目增加,,故而越往后,振动衰减的程度越强;对比三个测量点后发现经过QGD-1减震垫和QGD-2减震垫的减震效果并没有非常鲜明的区别,在对距离击打点较近的两个检测点进行振动测量时发现QGD-1的减振效果较好,不过当中心频率处于1KHz以下时,QGD-2的减振效果依然比QGD-1的好,这就说明,减震垫的厚度对减振效果的影响也比较明显(QGD-1是厚度为4毫米,QGD-2是厚度为5毫米);实验结果还显示,QGD-1减振垫正面的减振效果比反面的要好,尤其是在距离振源较远的地方这一特点表现得更加明显,这就表明,减振材料在使用的过程中孔型的差别(两种隔振垫的穿孔截面的形状都是葫芦状的,头部一边大一边小)对于减振效果是有影响的,不过QGD-2减震垫的反面的减振效果比正面的要好,不过在振动频率为63Hz-1KHz之间时,结果是相反的;另外,我们还对QGD-1隔振垫的双层使用效果进行了实验,发现两层减震垫的孔位如果错开将会起到更好的对管路系统的减振效果,而对于底座的减振,小孔与小孔之间如果刚好正对,其减振效果更好,与单层的减震垫的使用相比,双层使用的减振效果并未有明显的优势,不过在频率为1KHz-2.5KHz之间时,双层效果要更好。
结束语
总之,QGD-1和QGD-2两种隔振垫所使用的材料比国外的隔震垫在耐油性能、阻尼性能和阻热性能方面都占有比价显著的优势,通过对钢管模拟的传播管道系统进行试验后,发现这两种减震垫对于船舶的振动都具有比较显著的衰减作用,可以大规模的在船舶中使用,比便于降低船身受到的噪声和振动的影响,在减振材料的应用方面,QGD-1和QGD-2等穿孔性的隔振垫比实心垫的隔振效果要好,另外,穿孔性隔震垫的正面的隔振效果通常情况下要比反面的效果要好,而多层隔振垫合并使用的隔振效果相较于单层隔震垫并没有显著的优势,因此在使用时并不考虑多层隔震垫的联合使用。
参考文献
[1]尹绪超,褚夫强,渠鸿飞.阻尼加强筋板架减振性能试验研究[J].材料开发与应用,2014(02).
[2]胡卫强,王敏庆,盛美萍,刘志宏.阻尼材料动态性能参数的宽频带测试研究[J].机械科学与技术,2012(11).
关键词:船舶;管系;减振材料;应
在船舶的减振和抗噪工作中,除了要从振源方面进行处理外,还可以通过传播途径进行治理,而且传播途径的治理在整个防振工作中意义深远。对于船舶来说,气管路系统比较繁复,比如水管、风管以及气管和油管等,振动带来的干扰往往通过这些渠道传播到整个船身中,增加船舶的振动,因此,为了降低船舶的振动干扰,就需要借助一些特殊的材料对这些管路系统加以处理。目前所采取的简单而且行之有效的方法主要有在管路系统的外壁包裹一些阻尼材料,缓解振动的传播,而为了方便这些材料才船舶上的应用,有关企业制作出了管路系统的隔振垫,本文就隔振垫的隔振原理以应用加以介绍。
一、管道系统隔振垫的结构
目前使用比较广泛的隔振垫是穿孔性的阻尼胶板制成的QGD-1和QGD-2隔振垫,其中QGD-1是厚度为4毫米呈正三角形分布的阻尼带,QGD-2是厚度为5毫米的呈正四边形的阻尼带,两种隔振垫的外形尺寸长宽分别为40公分和60公分,另外两种隔振垫的穿孔截面的形状都是葫芦状的,头部一边大一边小,在小头的一边有一个起收缩作用的瓶颈,此收缩颈的直径比小头的直径小2毫米左右。
二、管道系统减振材料的物理性能分析
QGD-1和QGD-2所使用的减振材料的密度为1434kg/m-3,硬度大约为67邵氏A 以上,含氧比率为30.2%,抗扯断指数为12.2MPa,扯断的拉长率为645%。
笔者经过实验验证,发现减振材料分别在淡水、盐水、机油、柴油和液压油等五种液体物质中分别金牌168个小时、72个小时和24个小时后重量和体积都会发生变化,具体结果见下表1所示。
其中,Δm/Δv均用百分比表示。从以上内容中可以看出QGD-1和QGD-2的材料的隔热性能和耐油性能都比国外的样品要强,不过耐水性稍差。
另外,根据国标JB981对减振材料的阻尼性能进行研究后发现,在温度为10度到40度之间时,如果振动频率在50Hz左右时,减振材料所消耗的最大因子以及弹性模量分别为:拉压时的最大因子消耗为0529,剪切时的最大因子消耗为0.483;拉压时的弹性模量为0.164×108-0.327×108,剪切时的弹性模量为0.253×107-0.446×107。
三、管道系统减振材料的减振性能分析
笔者在文中将直径为50毫米,长度为150公分的钢管作为船舶管道系统的模拟管路,并经由马脚将其固定在一个钢制底座上,分别将QGD-1和QGD-2隔振垫垫在底座的马脚位置处,然后利用小锤击打钢管,击打的频率控制为8200冲击锤激振,分别将击打点选择在钢管的另外一端,即马脚的外边,振动频率的测试点分别选择在钢管的中间一点处、钢管中与击打位置相对称的位置和底座的中点位置处,然后再对进行阻尼处理前的各個测试点的加速度级别进行测量,以此判断减震垫的减振效果。
经过试验后,我们对没有经过任何阻尼处理的管道末端和经过减震垫处理的振动效果进行分析后发现:如果管道系统的马脚经过阻尼处理后,振动级别明显降低,也就是说整个船身所受到的振动也会降低很多,而且越是距离击打点远的测试点获得的振动降幅越大,我们分析,之所以发生这种现象是因为振动波在传播的过程中,经过距离打击的点最近的的测试点时只有一个马脚经过处理,而继续向后传播的过程中经过处理的马脚数目增加,,故而越往后,振动衰减的程度越强;对比三个测量点后发现经过QGD-1减震垫和QGD-2减震垫的减震效果并没有非常鲜明的区别,在对距离击打点较近的两个检测点进行振动测量时发现QGD-1的减振效果较好,不过当中心频率处于1KHz以下时,QGD-2的减振效果依然比QGD-1的好,这就说明,减震垫的厚度对减振效果的影响也比较明显(QGD-1是厚度为4毫米,QGD-2是厚度为5毫米);实验结果还显示,QGD-1减振垫正面的减振效果比反面的要好,尤其是在距离振源较远的地方这一特点表现得更加明显,这就表明,减振材料在使用的过程中孔型的差别(两种隔振垫的穿孔截面的形状都是葫芦状的,头部一边大一边小)对于减振效果是有影响的,不过QGD-2减震垫的反面的减振效果比正面的要好,不过在振动频率为63Hz-1KHz之间时,结果是相反的;另外,我们还对QGD-1隔振垫的双层使用效果进行了实验,发现两层减震垫的孔位如果错开将会起到更好的对管路系统的减振效果,而对于底座的减振,小孔与小孔之间如果刚好正对,其减振效果更好,与单层的减震垫的使用相比,双层使用的减振效果并未有明显的优势,不过在频率为1KHz-2.5KHz之间时,双层效果要更好。
结束语
总之,QGD-1和QGD-2两种隔振垫所使用的材料比国外的隔震垫在耐油性能、阻尼性能和阻热性能方面都占有比价显著的优势,通过对钢管模拟的传播管道系统进行试验后,发现这两种减震垫对于船舶的振动都具有比较显著的衰减作用,可以大规模的在船舶中使用,比便于降低船身受到的噪声和振动的影响,在减振材料的应用方面,QGD-1和QGD-2等穿孔性的隔振垫比实心垫的隔振效果要好,另外,穿孔性隔震垫的正面的隔振效果通常情况下要比反面的效果要好,而多层隔振垫合并使用的隔振效果相较于单层隔震垫并没有显著的优势,因此在使用时并不考虑多层隔震垫的联合使用。
参考文献
[1]尹绪超,褚夫强,渠鸿飞.阻尼加强筋板架减振性能试验研究[J].材料开发与应用,2014(02).
[2]胡卫强,王敏庆,盛美萍,刘志宏.阻尼材料动态性能参数的宽频带测试研究[J].机械科学与技术,2012(11).