小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座及其设计方法技术

本发明专利技术涉及减振技术领域内的一种小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，其特征在于，包括基座平台及基座肘板；所述基座肘板设有凹槽，所述凹槽用于容纳推力轴承；所述基座平台的一个端面与所述基座肘板连接，其相对的另一个端面与小水线面双体船的支柱体连接。本发明专利技术还提供了一种小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座的设计方法。本发明专利技术通过倒挂式推力轴承基座的设置，其阻抗高于传统推力轴承基座，使螺旋桨宽带力激励的螺旋桨‑轴系‑推力轴承‑推力轴承基座对应的模态频率提高，从而对应的宽带力激励在此频率下产生较小的振动传递。

Small waterplane catamaran type inverted thrust bearing base and its design method

【技术实现步骤摘要】
小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座及其设计方法
本专利技术涉及减振
，具体地，涉及一种小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座及其设计方法。
技术介绍
小水线面双体船是指一种水线面积小，且由两个潜水体和一个水上箱体，中间有两个流线型支柱连接起来的船舶。该船型最大的特点是耐波性好，尤其是在高航速、高波浪时，这一特点更明显。小水线面双体船由双船体、支柱体和2个潜体构成。小水线面双体船自20世纪80年代开始迅速发展，应用繁多。按功能划分可用于海上作业、交通客运和油田服务、军用靶场保障和水声监听、旅游娱乐以及试验演示。随着国际海事组织对船舶噪声污染控制的要求越来越高，船舶低噪声结构和低噪声设计方法引起了船舶设计部门的广泛关注。其中螺旋桨引起的推进系统噪声是船舶机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声中贡献较大的部分。当推力轴在水下运转时，在螺旋桨宽带力的作用下，螺旋桨-轴系-支撑的纵向和横向弯曲振动模态、螺旋桨的振动模态处会产生力的放大。推力轴承基座是螺旋桨纵向脉动力向船体传递的主要通道，充当了机械滤波器的作用，其动力学特性对螺旋桨激励力向船体结构的传递具有重要影响。影响体现在，一是推力轴承的基座面板阻抗对输入给推力轴承基座的力、能量有重要影响，一般说来，基座面板原点阻抗越大，传递到基座面板的传递力会小、能量会低；二是从基座面板到船体表面的传递导纳，传递导纳取决于基座本身的传递特性、基座到船体湿表面的传递特性，一般说来，传递导纳越小，也即传递过程中的传递途径衰减越大越好。经现有技术检索发现，中国技术专利公开号为CN203111443U，公开了一种扩容型小水线面双体船，包括左右对称布置的两个片体，所述片体之间通过连接桥相连，单个片体的结构为：通过舷台、支柱体及下潜体依次连接构成，所述舷台、支柱体、连接桥以及下潜体的外表面焊接有船体壳板，所述舷台与支柱体的船体壳板的外表面通过紧固件包裹有轻质泡沫，并在轻质泡沫的外表面安装玻璃钢。本专利技术采用在小水线面双体船支柱体及舷台的外表面包覆轻质泡沫材料以及玻璃钢(纤维增强复合材料)的方法，可以有效地增加小水线面双体船的排水量，从而解决船舶超重所带来的问题。但该技术在降噪方面的改进明显不足。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座及其设计方法。根据本专利技术提供的一种小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，包括基座平台及基座肘板；所述基座肘板设有凹槽，所述凹槽用于容纳推力轴承；所述基座平台的一个端面与所述基座肘板连接，其相对的另一个端面与小水线面双体船的支柱体连接。一些实施方式中，位于所述基座肘板的两侧面连接有基座腹板。一些实施方式中，背离所述基座平台方向的所述基座肘板与所述基座腹板的端面连接有基座面板。一些实施方式中，还包括连接基座，所述连接基座的一端与所述基座面板连接，其相对的另一端与小水线面双体船的潜体连接。一些实施方式中，所述倒挂式推力轴承基座的长度约为所述连接基座的三分之一。一些实施方式中，所述潜体为单层低或双层底结构，所述连接基座的底部与所述潜体的底部或双层底的上部连接。一些实施方式中，所述基座肘板和\或所述基座腹板的端部设有加强结构。一些实施方式中，所述基座腹板、所述基座肘板以及所述基座面板中的其中一个或其中多个上设有减重孔。本专利技术还提供了一种小水线面双体船，采用所述的小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座。本专利技术还提供了一种小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座的设计方法，包括如下步骤：S1，根据支柱体的尺寸结构和潜体的总体许可尺寸，设计倒挂式推力轴承基座的基座平台和基座结构，所述基座结构包括基座腹板、基座肘板以及基座面板；S2，在软件中对倒挂式推力轴承基座进行有限元建模，基座平台与基座结构均采用板单元进行模拟，赋予相应的厚度；S3，固定倒挂式推力轴承基座，开展模态分析，获得倒挂式推力轴承基座的模态振型和模态频率；S4，根据质量约束要求，对基座平台与基座结构进行开减重孔操作；S5，根据步骤S1-S4得到的模型进行阻抗分析，得到满足要求的基座设计结构。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术通过倒挂式推力轴承基座的设置，其阻抗高于传统推力轴承基座，使螺旋桨宽带力激励的螺旋桨-轴系-推力轴承-推力轴承基座对应的模态频率提高，从而对应的宽带力激励在此频率下产生较小的振动传递。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的一种实施方案：倒挂式推力轴承基座单独使用；图2为本专利技术的一种实施方案：倒挂式推力轴承基座联合使用；图3为本专利技术的一种实施方案：双层底上倒挂式推力轴承基座联合使用；图4为本专利技术的实施方案：倒挂式推力轴承基座；图5为本专利技术实验数据测量示意图；图5a为实船尺度螺旋桨纵向激励下声压级对比图；图5b为缩比模型实际激励下均方振速对比图。1-支柱体，2-倒挂式推力轴承基座，21-基座平台，22-基座腹板，23-基座肘板，230-凹槽，24-基座面板，3-潜体，4-连接基座，5-双层底。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术结构上的设计所依据的原理简述如下；由于推力轴承基座是螺旋桨激励力传递的重要通道，可在推力轴承基座处采取有效措施对螺旋桨-轴系-支撑的纵向振动模态处的振动传递进行控制。基于螺旋桨宽带激励力随着频率的升高而下降这一特性，对推力轴承基座进行加强可以有效地提高基座面板支撑阻抗(包括提高基座的首阶固有频率以及在部分频段内增加阻抗幅值)，从而使螺旋桨-推进轴系-支撑的一阶纵振固有频率有所提高，一阶纵振频率升高后对应频率处的激励力幅值下降；另一方面可以有效地均匀化通过推力轴承基座的传递力及弯矩，增加振动传递的衰减。实施例1如图1和图4所示，本实施例提供的一种适用于小水线面双体船型的倒挂式推力轴承基座，倒挂式推力轴承基座单独使用。倒挂式推力轴承基座2由基座平台21、基座腹板22、基座肘板23和基座面板24焊接而成；倒挂式推力轴承基座的基座平台21生根于支柱体1，基座平台21的纵向和横向构件与支柱体1的纵横加强筋对接；同时避免直接将基座结构与潜体3的辐射表面相连，使振动从倒挂式推力轴承基座2经过支柱体1再传递到潜体3，以增加基座面板24到潜体3辐射表面的振动传递途径、减少振动传递。由于倒挂式推力轴承基座的高度通常较高，其在潜体横向方向的刚度需得到保证，可在保持重量不显著增加的情况下，通过优化倒挂式推力轴承基座的高度以及平台结构的高度之比，来提高倒挂式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，其特征在于，包括基座平台(21)及基座肘板(23)；/n所述基座肘板(23)设有凹槽(230)，所述凹槽(230)用于容纳推力轴承；/n所述基座平台(21)的一个端面与所述基座肘板(23)连接，其相对的另一个端面与小水线面双体船的支柱体(1)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，其特征在于，包括基座平台(21)及基座肘板(23)；
所述基座肘板(23)设有凹槽(230)，所述凹槽(230)用于容纳推力轴承；
所述基座平台(21)的一个端面与所述基座肘板(23)连接，其相对的另一个端面与小水线面双体船的支柱体(1)连接。


2.根据权利要求1所述的小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，其特征在于，位于所述基座肘板(23)的两侧面连接有基座腹板(22)。


3.根据权利要求2所述的小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，其特征在于，背离所述基座平台(21)方向的所述基座肘板(23)与所述基座腹板(22)的端面连接有基座面板(24)。


4.根据权利要求3所述的小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，其特征在于，还包括连接基座(4)，所述连接基座(4)的一端与所述基座面板(24)连接，其相对的另一端与小水线面双体船的潜体(3)连接。


5.根据权利要求4所述的小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，其特征在于，所述倒挂式推力轴承基座(2)的长度为所述连接基座(4)长度的三分之一。


6.根据权利要求4所述的小水线面双体船型倒挂式推力轴承基座，其特征在于，所述潜体(3)为单层底或双层底结构，所述连接基座(4)的底部与所述潜体(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄修长，华宏星，李江涛，刘见华，苏智伟，
申请(专利权)人：上海交通大学，中国船舶工业集团公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31