基于l型延拓型结构的高效减振筏架
技术领域
1.本发明涉及舰船声隐身技术领域，特别涉及一种基于l型延拓型结构的高效减振筏架。
背景技术：
2.浮筏隔振装置具有良好的隔振效果，可以隔离筏上机械设备振动通过基座向船体结构的传递，对降低水下辐射噪声和提高冲击环境下设备生命力有良好的作用，因此国内外舰船上装备了大量的浮筏隔振装置。
3.筏架结构是浮筏设计重要环节，它既是设备的安装平台，也是支撑方向振动传递衰减的主要通道。因此在保证重量和外形尺寸限制条件下如何提高筏架结构的振动衰减量是提高浮筏隔振装置性能有效的途径。
技术实现要素：
4.本发明的主要目的在于提供一种基于l型延拓型结构的高效减振筏架，旨在提高筏架的传递阻抗，进而提高隔振系统的隔振效果。
5.为实现上述目的，本发明提供一种基于l型延拓型结构的高效减振筏架，包括相对设置的筏架面板和筏架底板、以及位于筏架面板和筏架底板之间的筏架纵肋板和筏架横肋板，筏架横肋板和筏架纵肋板分别横向和纵向设置多根以共同形成多个单元格结构，筏架横肋板和/或筏架纵肋板的内部设置有至少一个l型延拓型结构，l型延拓型结构包括第一连接板以及与其垂直的第二连接板，第一连接板的上端与筏架横肋板和/或筏架纵肋板连接，第二连接板的下端与筏架横肋板和/或筏架纵肋板连接。
6.优选地，所述筏架横肋板的厚度为l1，筏架纵肋板的厚度为l2，第一连接板的厚度为l3，第二连接板的厚度为l4，l1/l3>3，l1/l4>3，l2/l3>3，l2/l4>3。
7.优选地，所述第一连接板和第二连接板的厚度相同。
8.优选地，每一根筏架横肋板和/或筏架纵肋板的长度方向均设置有至少两个l型延拓型结构。
9.优选地，所述l型延拓型结构的材质与筏架横肋板和筏架纵肋板材质相同。
10.优选地，所述筏架横肋板的内部容纳有一个口字形结构，口字形结构的上下两端与筏架横肋板的上下两端。
11.优选地，每一根筏架横肋板与筏架纵肋板的连接处均设置有一口字形结构。
12.本发明提出的基于l型延拓型结构的高效减振筏架，与传统板架式筏架相比，可增大了振动波在基座中的波形转换、散射和反射，可大幅提高浮筏筏架的传递阻抗，从而提升隔振系统的隔振效果。本发明提出的基于l型延拓型结构的高效减振筏架，还具有结构简单、工作可靠以及容易实现的优点。
附图说明
13.图1为现有技术中筏架结构的主视结构示意图(图中箭头表示振动波传递)；
14.图2为现有技术中筏架结构的侧视结构示意图；
15.图3为l型延拓型结构的结构示意图；
16.图4为l型延拓型结构的透射系数随厚度比变化曲线图；
17.图5为本发明基于l型延拓型结构的高效减振筏架的主视结构示意图；
18.图6为本发明基于l型延拓型结构的高效减振筏架的侧视结构示意图；
19.图7为筏架隔振效果对比。
20.图中，1
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筏架面板，2
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筏架底板，3
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筏架纵肋板，4
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筏架横肋板，5
‑
l型延拓型结构。
21.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
22.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.参照图5和图6，本优选实施例中，一种基于l型延拓型结构的高效减振筏架，包括相对设置的筏架面板1和筏架底板2、以及位于筏架面板1和筏架底板2之间且与其固定连接的筏架纵肋板3和筏架横肋板4，筏架横肋板4和筏架纵肋板3分别横向和纵向设置多根以共同形成多个单元格结构，筏架横肋板4和/或筏架纵肋板3的中部设置有至少一个l型延拓型结构5(l型延拓型结构5将筏架横肋板4和筏架纵肋板3分成上下两部分)，l型延拓型结构5包括第一连接板以及与其垂直的第二连接板，第一连接板的上端与筏架横肋板4和/或筏架纵肋板3的上半部分连接，第二连接板的下端与筏架横肋板4和/或筏架纵肋板3的下半部分连接。
25.如图3所示，假设弯曲波从刚性平板1入射，在转角处会发生阻抗失配，导致入射波产生反射与透射现象以及衰减的近场波和波形转换，总的波场由入射声场、反射声场及近场波衰减声场三部分构成。根据力学原理可得透射系数随厚度比(厚度比为平板2厚度与平板1厚度之比)变化曲线，如图4所示。由图4可知，随着厚度比增加，振动波透射系数先增加后减小，当厚度比等于1时，弯曲波的弯曲波的透射系数最大。因此，在满足筏架结构刚度要求下，通过筏架结构参数优化设计，尽量选取筏架肋板比第一连接板或第二连接板的厚度比大的方案，才能使弯曲波通过该筏架的透射系数尽量最小。
26.本实施例中，当筏架横肋板4的厚度为l1，筏架纵肋板3的厚度为l2，第一连接板的厚度为l3，第二连接板的厚度为l4，则他们满足以下条件：l1/l3>3，l1/l4>3，l2/l3>3，l2/l4>3，此时，筏架的透射系数尽量最小。
27.优选第一连接板和第二连接板的厚度相同，以便于生产和制造l型延拓型结构5。
28.进一步地，每一根筏架横肋板4和/或筏架纵肋板3的长度方向均设置有至少两个l型延拓型结构5，以提高减震效果。在筏架的重量和外形尺寸限制条件下，满足相关制造和
安装工艺要求，在筏架内部尽量多布置l型延拓型结构5，且集中分布在隔振器的安装处(即l型延拓型结构5尽量靠近筏架底板2)，尽量让筏架弯曲振动模态节点向隔振器安装位置靠近。与传统板架式筏架相比，采用l型延拓型结构5可大幅提高筏架的传递阻抗，提升隔振系统的隔振效果。
29.进一步地，l型延拓型结构5的材质与筏架横肋板4和筏架纵肋板3材质相同。
30.本实施例中，以筏架横肋板4的内部容纳有一个口字形结构(即包括多个l型延拓型结构5，可以看成左右两端均由两个l型延拓型结构5连接组成)，口字形结构的上下两端与筏架横肋板4的上下两端。当然，在其它变形实施例中也可以为五边形或其它多边形，只要具有一个l型延拓型结构5，使l型延拓型结构5的两端与筏架横肋板4或筏架纵肋板3连接即可。
31.每一根筏架横肋板4与筏架纵肋板3的连接处均设置有一口字形结构，这样，筏架横肋板4和筏架纵肋板3共用一口字形结构，便于整个高效减振筏架的制造。
32.参照图7，针对传统板架式筏架和基于l型延拓型结构5的筏架开展隔振效果对比分析。以某筏架为例，其尺寸为1620mm
×
1000mm
×
130mm，筏架面板1厚度为25mm，筏架横肋板4和筏架纵肋板3的厚度均15mm，l型延拓型结构5的尺寸为50mm
×
50mm
×
5mm，在几乎不改变筏架重量和外形尺寸下，仅开展结构优化设计，隔振装置的全频段(10hz～3000hz)隔振效果明显提升，如图7所示。
33.本高效减振筏架其具体设计过程如下。
34.(1)根据设备的外形、尺寸、重量等参数确定筏架的初步方案；
35.(2)根据筏架的重量尺寸和空间要求，确定筏架面板1、筏架底板2、筏架纵肋板3和筏架横肋板4等尺寸及初步布置方案；
36.(3)在不增加重量条件和尺寸条件下，开展筏架结构参数优化设计，尽量选取筏架纵肋板3和筏架横肋板4与l延拓型结构厚度比大的方案；
37.(4)优化l延拓型结构胞元的数量及排列方式，使其质量集中分布在隔振器安装处，尽量让筏架前两阶弯曲振动模态节点向隔振器安装位置靠近；
38.(5)在完成上述设计后，按照设计要求和相关船用规范，对隔振系统的摇摆、冲击等性能进行校核，若不满足则重复上述步骤直至满足相关要求。
39.本发明提出的基于l型延拓型结构的高效减振筏架，与传统板架式筏架相比，可增大了振动波在基座中的波形转换、散射和反射，可大幅提高浮筏筏架的传递阻抗，从而提升隔振系统的隔振效果。本发明提出的基于l型延拓型结构的高效减振筏架，还具有结构简单、工作可靠以及容易实现的优点。
40.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。