舰船电子设备橡胶隔振器设计方法
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收 稿 时 间 ：０ Ｏ Ｏ 一 ５ ２ １— １Ｏ 作者简介 ： 建明（９９ ）男， 苗 １７ 一 ， 山西 长治 人 ， 程 师 ， 士 工 硕
・
２８ ・
第 ２ 卷第 ３ （ ５ 期 总第 １５ １ 期）
机 械 管 理 开 发
２ １ 年 ６月 ００
【 关键词 】 消极 隔振 ； 器； 隔振 隔振 橡胶 【 中图分类号 】 Ｕ ６． ６ １ 【 ４ 文献标识码 】 Ａ
０ 引 言
器与质量构成的减振系统的同 有频率， ． ／ ． ∞ ＝ ｋｍ ］
２ 机柜 橡胶 隔振 器设 计 。
舰船航 行 中 ， 动机 、 旋 桨等设 备 的工况 加之 波 发 螺
图 １ 位 移 激 励 力 学 模 型
弹 性 支承 布 置无 法 按重 心对 称 分 布 时 ， 以采用 同一 可 型 号 ； 刚度不 同的减振 垫 ， 离重 心 近的减 振垫有 较 但 使 大 的刚度 ， 离重 心远 的减 振垫 有较 小 的刚度 ， 而使各 个
（） １
假 设安 装 底座 作 简谐 振 动 ， 图 ｌ系统 具 有黏 性 见 ，
１ 机 柜 的振 动具 有前 后 、 右 、 下 、 ） 左 上 横摆 、 仰 、 俯
侧倾 （ 沿 、、 Ｙ ｚ三 向位 移及 绕 三 轴 旋 转 ） ６ 自由 等 个 度 。 弹性 支承 （ 减振 垫 ） 布置 时 ， 应考 虑 ６ 自由度 ， 个 主 要 考虑 干扰力 的 方 向 、 备 的重心 、 设 弹性 支承 的几何 尺
设 计 原理及设 计方 法 。
１ 消极 隔振原 理 ０
＿ ＿
Baidu Nhomakorabea
橡 胶 隔振 器 的承 载元件 是橡 胶块 ， 它相 当干一 只 “ 弹簧 ”具有 刚度 ， ， 一般 橡胶 （ 硫化橡 胶） 有不 大 防振 具 的阻尼 ， 常不加 考虑 。 通
２１ 机 柜 橡 胶 隔振 器 设 计 原 则 ．
相反 ， 可有 ：
＝
１ 计算所要求的刚度 ）
ｎ —
Ｋ＝Ｌ（盯 ）． （ ｍ） ２ Ｎ／
（） ７
底 的 移 值 等… ～ 座 位 幅 ｙ
＝
： ：
ｇ
式 中：为拟承载量 ， 譬 Ｐ Ｎ；为重力加速度 ， ／ ；ｏ ｍ ｓ ｆ是期
望 的共 振频率 ， 不大 于 （／ ／） 应 １ ３～１ 振源 频率 。 ５
】ｎ ，
寸。当干扰力通过设备的重心， 且方向为垂直时 ， 只要
将 弹性 支承 （ 振 垫 ） 减 按重 心 对称 布 置 ， 弹性 支承 布 使 置 受力 相等 。 当干扰力频 率 大于设 备 与弹性 支承 布置 组 成 的隔 振 系统 的固有 频 率 时 ， 设备 周 围 的环 境就 获 得 了 良好 的隔振 效 果 。 当被支 承 物 质量 分 布不 均 匀 、
钟
：
足够的静承载能力 ， 以满足机柜对其使用寿命的要求 ， 应 在 选 择 隔振 器合 适 刚度 的 同时 ， 还必 须 要保 证 其额
定 静 承载 能力 。
２２ 机 柜 橡 胶 隔振 器设 计 流 程 ．
ｙ
（） ４
对于 消 极 隔振 来说 ， 位移 传 递 率定 义 与 主动 减振
个重要 因素 。确 保 系统稳 定 的依 据 是系统 振 动模 态 的
质量 ｍ受迫 振动 的稳 态响应 为 ：
ｉＪ－， （ｔ ｉ Ｏ ， ）
： ．ｅ
．
最小 同有频率小于某一频率值。３ 为确保 隔振器有 ）
（） ３
把式 （ ） ２ 和式 （ ） ３ 代入式 （ ） ， 得 ： １中 则
尼 系数与 临界 阻尼系数 ｆ之 比 ， ＝ ／ ０５／ 即 ｃｃ ． ｃ
式 中 ：￡为橡 胶 的静 态 弹性 模 量 ， ｍ ；Ｅ， 胶 Ｎ 为橡 的动 态 弹性 模 量 ， ｍ ； 般取 ／ ． Ｎ 一 Ｅ ＝２５ ．
（ 下转 第 ３ ０页）
频率 比 Ｃ＝ｏｃ ． 中 ∞是 地基 的振 动频率 ， 是 隔振 ｏ ｃｏ 其 ／
把式 （ ） ５ 代人 式 （ ） 可得 ： ４，
｛些
．
（ ６ ）
．
２ 计 算静 变形 ： ）
ｎ
√１ 面 （ 面 （一 ） ２ ） ＋
式 中 ：为隔振器 与质量构成 的减振 系统 的阻尼 比 ， 即阻
Ｆ Ｂ
△ ｘ Ｈ＝
ｊ ＼
．（ ｍ）
（） ８
阻尼 ， 动微 分方程 为 ： 运
＋ｃ ｏ ＝ ＋ ． ２＋／：
减 振 垫产 生 的合 反 力 与被 支 承 物 的重 心 一 致 。２ 机 ）
柜 总成 ： 隔振 器 的稳 定 性是 选 择 隔振 器设 计 方案 的一
底座 的简谐位 移为 ：
Ｙ＝ｙ． ． ｅ （） ２
舰船 电子设备橡胶隔振器设计方法
苗建 明
（ 中船重 工集团 第 七一 ０研究所 ， 湖北 宜昌 ４ ３０ ） ４ ０ ３
【 摘
要】 从消极隔振的基本原理 出 ， 讨 了机柜橡胶 隔振 器的设计 原则， 发 探 总结 了 柜橡胶 隔振 器的设计流程 。 机 【 文章编号】 １０—７Ｘ ２ １）３０２—２ ０３ ７３ （０００—０ ８０
浪冲击的相互作用 ， 使得舰船具有复杂 的动态响应系
统 。为 了减 少 振 动对 舰船 电子设 备 的影 响 ， 在 底座 需 与 电子 设备 机 柜之 间 安装 隔 振装 置 ， 是 一种 消极 减 这 振 措 施 。本 文从 消极 隔振 原 理 出发 ， 用橡 胶 材料 高 利 弹性 、 高粘 性 的综 合力 学性 能 ， 船机 柜橡胶 隔振 器 的 舰
第 ２ 卷第 ３ 总第１ ５ ５ 期（ １ 期）
Ｖ １ ５ Ｎ（３（ Ｕ Ｎｏ１ ５） ｏ． ） Ｓ Ｍ ． １ ２ ．
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮＩ ＣＡＬ ＭＡ ＮＡＧＥ ＭＥＮ ＡＮＤ Ｄ Ｔ ＥＶＥ Ｏ Ｌ
２ １ 年 ６月 ００
Ｊ ｎ２ ０ ｕ ．０１
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第 ２ 卷第 ３ （ ５ 期 总第 １５ １ 期）
机 械 管 理 开 发
２ １ 年 ６月 ００
【 关键词 】 消极 隔振 ； 器； 隔振 隔振 橡胶 【 中图分类号 】 Ｕ ６． ６ １ 【 ４ 文献标识码 】 Ａ
０ 引 言
器与质量构成的减振系统的同 有频率， ． ／ ． ∞ ＝ ｋｍ ］
２ 机柜 橡胶 隔振 器设 计 。
舰船航 行 中 ， 动机 、 旋 桨等设 备 的工况 加之 波 发 螺
图 １ 位 移 激 励 力 学 模 型
弹 性 支承 布 置无 法 按重 心对 称 分 布 时 ， 以采用 同一 可 型 号 ； 刚度不 同的减振 垫 ， 离重 心 近的减 振垫有 较 但 使 大 的刚度 ， 离重 心远 的减 振垫 有较 小 的刚度 ， 而使各 个
（） １
假 设安 装 底座 作 简谐 振 动 ， 图 ｌ系统 具 有黏 性 见 ，
１ 机 柜 的振 动具 有前 后 、 右 、 下 、 ） 左 上 横摆 、 仰 、 俯
侧倾 （ 沿 、、 Ｙ ｚ三 向位 移及 绕 三 轴 旋 转 ） ６ 自由 等 个 度 。 弹性 支承 （ 减振 垫 ） 布置 时 ， 应考 虑 ６ 自由度 ， 个 主 要 考虑 干扰力 的 方 向 、 备 的重心 、 设 弹性 支承 的几何 尺
设 计 原理及设 计方 法 。
１ 消极 隔振原 理 ０
＿ ＿
Baidu Nhomakorabea
橡 胶 隔振 器 的承 载元件 是橡 胶块 ， 它相 当干一 只 “ 弹簧 ”具有 刚度 ， ， 一般 橡胶 （ 硫化橡 胶） 有不 大 防振 具 的阻尼 ， 常不加 考虑 。 通
２１ 机 柜 橡 胶 隔振 器 设 计 原 则 ．
相反 ， 可有 ：
＝
１ 计算所要求的刚度 ）
ｎ —
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底 的 移 值 等… ～ 座 位 幅 ｙ
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式 中：为拟承载量 ， 譬 Ｐ Ｎ；为重力加速度 ， ／ ；ｏ ｍ ｓ ｆ是期
望 的共 振频率 ， 不大 于 （／ ／） 应 １ ３～１ 振源 频率 。 ５
】ｎ ，
寸。当干扰力通过设备的重心， 且方向为垂直时 ， 只要
将 弹性 支承 （ 振 垫 ） 减 按重 心 对称 布 置 ， 弹性 支承 布 使 置 受力 相等 。 当干扰力频 率 大于设 备 与弹性 支承 布置 组 成 的隔 振 系统 的固有 频 率 时 ， 设备 周 围 的环 境就 获 得 了 良好 的隔振 效 果 。 当被支 承 物 质量 分 布不 均 匀 、
钟
：
足够的静承载能力 ， 以满足机柜对其使用寿命的要求 ， 应 在 选 择 隔振 器合 适 刚度 的 同时 ， 还必 须 要保 证 其额
定 静 承载 能力 。
２２ 机 柜 橡 胶 隔振 器设 计 流 程 ．
ｙ
（） ４
对于 消 极 隔振 来说 ， 位移 传 递 率定 义 与 主动 减振
个重要 因素 。确 保 系统稳 定 的依 据 是系统 振 动模 态 的
质量 ｍ受迫 振动 的稳 态响应 为 ：
ｉＪ－， （ｔ ｉ Ｏ ， ）
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最小 同有频率小于某一频率值。３ 为确保 隔振器有 ）
（） ３
把式 （ ） ２ 和式 （ ） ３ 代入式 （ ） ， 得 ： １中 则
尼 系数与 临界 阻尼系数 ｆ之 比 ， ＝ ／ ０５／ 即 ｃｃ ． ｃ
式 中 ：￡为橡 胶 的静 态 弹性 模 量 ， ｍ ；Ｅ， 胶 Ｎ 为橡 的动 态 弹性 模 量 ， ｍ ； 般取 ／ ． Ｎ 一 Ｅ ＝２５ ．
（ 下转 第 ３ ０页）
频率 比 Ｃ＝ｏｃ ． 中 ∞是 地基 的振 动频率 ， 是 隔振 ｏ ｃｏ 其 ／
把式 （ ） ５ 代人 式 （ ） 可得 ： ４，
｛些
．
（ ６ ）
．
２ 计 算静 变形 ： ）
ｎ
√１ 面 （ 面 （一 ） ２ ） ＋
式 中 ：为隔振器 与质量构成 的减振 系统 的阻尼 比 ， 即阻
Ｆ Ｂ
△ ｘ Ｈ＝
ｊ ＼
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（） ８
阻尼 ， 动微 分方程 为 ： 运
＋ｃ ｏ ＝ ＋ ． ２＋／：
减 振 垫产 生 的合 反 力 与被 支 承 物 的重 心 一 致 。２ 机 ）
柜 总成 ： 隔振 器 的稳 定 性是 选 择 隔振 器设 计 方案 的一
底座 的简谐位 移为 ：
Ｙ＝ｙ． ． ｅ （） ２
舰船 电子设备橡胶隔振器设计方法
苗建 明
（ 中船重 工集团 第 七一 ０研究所 ， 湖北 宜昌 ４ ３０ ） ４ ０ ３
【 摘
要】 从消极隔振的基本原理 出 ， 讨 了机柜橡胶 隔振 器的设计 原则， 发 探 总结 了 柜橡胶 隔振 器的设计流程 。 机 【 文章编号】 １０—７Ｘ ２ １）３０２—２ ０３ ７３ （０００—０ ８０
浪冲击的相互作用 ， 使得舰船具有复杂 的动态响应系
统 。为 了减 少 振 动对 舰船 电子设 备 的影 响 ， 在 底座 需 与 电子 设备 机 柜之 间 安装 隔 振装 置 ， 是 一种 消极 减 这 振 措 施 。本 文从 消极 隔振 原 理 出发 ， 用橡 胶 材料 高 利 弹性 、 高粘 性 的综 合力 学性 能 ， 船机 柜橡胶 隔振 器 的 舰
第 ２ 卷第 ３ 总第１ ５ ５ 期（ １ 期）
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机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮＩ ＣＡＬ ＭＡ ＮＡＧＥ ＭＥＮ ＡＮＤ Ｄ Ｔ ＥＶＥ Ｏ Ｌ
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