复合材料船艇可合理优化减振设计

newmaker    来源：复材在线

欢迎访问e展厅 展厅 7 船舶/港口设备/海洋工程展厅 游艇, 橡皮艇, 港口起重机, ... 振动及噪音，会让人感到不舒服，如果以严格的要求来看则有可能对一些敏感的仪器造成伤害。金属船壳是由薄板及加强肋骨组成，非常容易将噪音传递到居住空间里，所以一般都会在船壳板上加上厚厚的隔音材料，将船壳与居住空间完全隔离，為了达到更好的效果，所佔掉的空间相当大。 而复合材料的船壳则有不同的特性，复材结构本身可以採取减振设计，以减少外加的隔音材厚度，增加船内使用空间。 减振设计最重要的一个问题是防止振动的能量传递到居住空间，而这些振动源包括有主机、发电机、空调系统或是波浪衝击船壳等等。 减少噪音源并不是目前减振设计的重要方向，重要的是让居住空间里的人感觉不到这些振动和噪音，就像是故意设计让乘客完全处在一个封闭的空间之中。现在的隔音设计可以在空调的舱间里噪音值达到40分贝以下，而且做到重量轻体积小。 研究发现：三明治芯材有阻尼效果，其中，蜂巢夹心材又优於PVC芯材及巴沙木。 特别要注意的地方是,舭线(Chine)的设计，这个位置在高速航行时会引起紊流及空蚀气泡衝击船壳，造成高频(high-frequency)噪音，会让人感到相当不悦。 而另一种会产生低频噪音的则是：波浪衝击在船底板及船侧板上所产生的，这种振动就不只在高速航行时才会发生。要减少这个噪音的传递，可以在船底及船侧交接位置加上芯材及纤维补强，使两面的接合更加平顺，宽度至少6吋让Chine的刚性变大，如图一。而底板与侧板所造成低频噪音的传递，可以用加强材将平板的间距缩小来减少，原则上至少要再加上适当重量的樑结构才行。 另一个主要噪音产生的位置是机舱，可以用隔离及吸收的方法处理。例如在机舱顶部及前方安装双层的隔音板，重点是两层隔音板之间留一点空隙，如此可以将传递型振动百分之百的阻绝，如果只是把隔音板的重量加倍而没有留一点空隙，那阻绝的效果只能增加百分之30左右。隔音材的固定也是要注意，接点位置使用弹性垫片，以阻尼之作用吸收传递能量。 引擎的能量会经过弹性脚座传递到机座，而经过合适的弹性脚座就可以使能量大量的减少，然而欲减少由机座传递到船壳的振动，现在也有新的作法。一般帽型的机座(girder)是用整块的发泡材(Foam core)成型，然后再将外部积层贴於船壳上，但是经由这一整块的芯材及刚性很强的纤维侧板，会将能量扎实的传递到船壳板上(结构的振动噪音术语，称為structure-borne noise)；其改善的方法是将芯材分成上下很多块，芯材切成长条型并水平舖放，每两层芯材之间以纤维积层隔开，如此可将传递的能量反射回机器，减少传递到船壳的能量。如图二。 而机舱的后方及下方就可以考虑用『吸收』的方式消除振动及噪音，因為这裡不是住舱空间。但是用吸收噪音的方式，就会避免不了增加重量了，因為通常一个质量很轻、刚性又好的材料，都会变成一个共鸣箱。所以须採用重量较重的隔音材料在这些位置，可以利用多餘的空间来安装这些又『软』又『重』的阻尼材料，将这些阻尼材料贴在船壳上，减少流动的能量在结构上传递。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/22/2012)