对于金属波纹管隔振特性方面的研究,国内外学者已经取得了不少成果,相比之下,国外起步相对较早,在1955年,美国科学家就有源隔振技术进行研究,并做了这方面的研究报告。在车辆悬挂系统中,D.Karnopp将最优控制理论应用进去。Gardonia.P等针对板一主动隔振器一板耦合系统进行研究。从2003年起,Hunt教授及其研究生对各种各样的轨道结构进行减振降噪的研究。
在研究隔振性能方面,国内起步相对较晚,张利国等人对带有双附加气室空气弹簧的隔振性能进行研究。邓海利等人在对联合收割机发动机隔振性能的分析进行研究时,不仅给出了最佳的隔振器类型,而且确定了合理的隔振方案。严济宽等人对振动隔离效果的两个标准进行了深入探讨,这两个标准分别为振级落差与插入损失,发现振级落差具有易于实测的优点,因此在工程实际应用中被广泛采用,而在非刚性基础条件下,插入损失比较适宜作为隔振效果的评价标准。高雪等人在对波纹管式隔振单元体的刚度特性分析时,对系统的频响特性在不同激励水平下进行研究,并对频响特性理论和实测进行对比。
在现代社会中,金属补偿器减振和降噪问题已经引起了人们的关注,在受到外部振源的激励下,系统将会发生强迫振动,当激振频率等于物体的固有频率时,共振将不可避免。另外,在一些耦合作用下,系统会产生一些动不稳定性,这时,振动也会被不断扩大,这些情况都会造成一些意想不到的破坏。因此有必要对共振加以控制,进而降低系统的振动水平。
根据不同的控制方式,有以下五种振动控制技术,分别为消振、隔振、吸振、阻振以及动态设计。其中隔振具有广泛地应用,隔振其实就是把弹性衬垫放入物体和支撑面中间,以达到对振动进行隔离的目的。依据振源的不同,隔振一般被分为两类,一类是主动隔振,一类是被动隔振。主动隔振机器本身就是振源,隔振的目的是使激振力尽可能少的传递到支承面上。被动隔振支承面是振源,隔振的目的是使激振力尽可能少的传递到被支承的物体上。被动隔振被应用的较早,目前,应用的也是最为广泛。在隔振措施中,最基本的便是单层(被动)隔振,基本原理是将弹性子结构加入主系统与振源之间,当系统振动时,弹性子结构会发生弹性变形,从而主系统受到振源的影响将会被削弱。主动隔振技术是在主动振动控制技术的基础上逐步发展起来。
在用于隔振的设备和装置中,波纹管就是其中一个,在波纹管中,多层波纹管与单层的相比,拥有更强的减振降噪的能力,因此多层波纹管被大量应用在舰艇的管道系统中。在舰艇全部的机械噪声中,来自管道系统的噪声占主要部分,这些噪声影响着舰艇的“静音”能力。在对舰艇的隐身能力要求越来越高的时代,降低来自管道系统的噪声就显得越来越有必要。影响多层金属波纹补偿器减振降噪的部分主要由两个,一是金属薄壳,一个是夹层阻尼,当对二者选择适当的材料时,多层波纹管就会获得较好的阻尼特性与等效刚度,这样就可以达到对管道系统进行减振降噪的目的,从而舰艇就能获得较好的隐身性能,作战能力也会增强。鉴于多层波纹管补偿器重要的用途,国内外很多科学家与研究机构都非常重视高质量多层波纹管的开发。但是,由于国外的研究成果总是严格保密,再加上我国对这类波纹管的研究起步较晚,所以一直影响着我国舰艇的隐身水平。
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