ВИБРОЗАДЕРЖИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБШИВКИ КОРПУСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2012 года по МПК F16F15/02 B63B3/68 B64C1/40 

Описание патента на изобретение RU2446329C1

Изобретение относится к области акустики и касается вопросов создания средств снижения вибраций и шума на судах, самолетах и других транспортных средствах.

Известно виброзадерживающее устройство для пластины корпуса транспортного средства, содержащее ребро жесткости и разделенные между собой вязкоупругим материалом пластинчатые элементы, один из которых жестко соединен с ребром жесткости, а другой закреплен на обшивке корпуса транспортного средства (см. авторское свидетельство на изобретение №1392282 от 03.01.1988 г., F16F 15/02), - прототип.

Однако устройство недостаточно эффективно в плане снижения вибраций в случае возникновения резонансных явлений в пластине корпуса транспортного средства, особенно в ячейках обшивки корпуса, ограниченных смежными ребрами жесткости обшивки. Наличие перекрестного набора ребер жесткости, подкрепляющих обшивку корпуса транспортного средства, например шпангоутов и стрингеров обшивки судна, приводит к возможности возникновения интенсивных колебаний ячеек обшивки между смежными ребрами жесткости. Наибольшие амплитуды вибраций ячеек обшивки возникают на собственных частотах этих ячеек при воздействии усилий со стороны близкорасположенного работающего оборудования судна или вращающегося в непосредственной близости от обшивки гребного винта.

Задачей предлагаемого изобретения является создание виброзадерживающего устройства для обшивки корпуса транспортного средства, позволяющего эффективно снижать вибрации обшивки корпуса транспортного средства, например судна, особенно в ячейках обшивки корпуса, ограниченных смежными ребрами жесткости обшивки, при воздействии усилий со стороны близкорасположенного работающего оборудования судна или вращающегося в непосредственной близости от обшивки гребного винта. Снижение уровней вибраций и вызванного ими шума в помещениях транспортного средства позволяет улучшить обитаемость и выполнить санитарные требования по шуму и вибрациям.

Для этого виброзадерживающее устройство для обшивки корпуса транспортного средства, содержащее ребро жесткости и разделенные между собой вязкоупругим материалом пластинчатые элементы, один из которых жестко соединен с ребром жесткости, а другой закреплен на обшивке корпуса транспортного средства, по изобретению выполнено таким, что ребро жесткости с пластинчатыми элементами расположено прикрепленным к обшивке между ребрами жесткости обшивки корпуса в пределах центральной трети расстояния между смежными ребрами жесткости обшивки, преимущественно параллельно наибольшим по высоте ребрам жесткости обшивки. Высота ребра жесткости составляет не менее высоты наименьшего из ребер жесткости обшивки корпуса, а его длина составляет не менее половины расстояния между смежными ребрами жесткости обшивки. Один из указанных пластинчатых элементов закреплен на свободном конце ребра жесткости и имеет толщину не более половины толщины указанного ребра, а разделенный вязкоупругим материалом другой пластинчатый элемент закреплен в месте стыка обшивки корпуса со смежным ребром жесткости обшивки и имеет толщину, не менее чем вдвое превышающую толщину первого из указанных пластинчатых элементов.

Выполнение виброзадерживающего устройства с ребром жесткости, вместе со связанными с ним пластинчатыми элементами, которое расположено прикрепленным к обшивке между ребрами жесткости обшивки корпуса в пределах центральной трети расстояния между смежными ребрами жесткости обшивки, позволяет совместить месторасположение устройства с участком обшивки, отличающимся наибольшими амплитудами вибраций, возникающих при воздействии внешних усилий. Возможность возникновения таких повышенных амплитуд вибраций зарегистрирована экспериментально в обшивке, подкрепленной ребрами жесткости на собственных частотах ячейки корпуса между ребрами. Амплитуды возрастают при наличии близкорасположенного к месту установки виброзадерживающего устройства виброактивного источника, например работающих механизмов судна или вращающегося в непосредственной близости от обшивки корпуса судна гребного винта.

Выбор размеров ребра жесткости, высота которого составляет не менее высоты наименьшего из ребер жесткости обшивки корпуса, а его длина составляет не менее половины расстояния между смежными ребрами жесткости обшивки, позволяет существенно повысить механическое сопротивление ячейки обшивки корпуса, а следовательно, уменьшить уровни ее вибраций при воздействии внешних сил.

Выполнение виброзадерживающего устройства с ребром жесткости вместе со связанными с ним пластинчатыми элементами, один из которых закреплен на свободном конце ребра жесткости и имеет толщину не более половины толщины указанного ребра, а разделенный вязкоупругим материалом другой пластинчатый элемент закреплен в месте стыка обшивки корпуса со смежным ребром жесткости обшивки и имеет толщину, не менее чем вдвое превышающую толщину первого из указанных пластинчатых элементов, позволяет эффективно преобразовывать энергию колебаний ребра жесткости вместе со связанными с ним пластинчатыми элементами в тепловую энергию благодаря наличию вязкоупругого материала между пластинчатыми элементами. Эффект преобразования повышается благодаря значительной (не менее чем вдвое) разнице толщин ребра жесткости и закрепленного на его конце пластинчатого элемента, а также аналогичной разнице толщин пластинчатых элементов. Разница толщин элементов приводит к несогласованности их колебаний, а следовательно, к увеличению деформаций вязкоупругого материала и увеличению поглощения колебательной энергии. Размещение ребра жесткости преимущественно параллельно наибольшим по высоте ребрам жесткости обшивки позволяет закрепить пластинчатый элемент в месте стыка обшивки корпуса со смежным ребром жесткости обшивки, имеющим более высокое механическое сопротивление, а следовательно, уменьшить амплитуду колебаний связанного с ним пластинчатого элемента, увеличив тем самым несогласованность колебаний пластинчатых элементов и поглощение колебательной энергии в вязкоупругом материале.

Сущность изобретения поясняется рисунками, показывающими вариант исполнения виброзадерживающего устройства для обшивки корпуса транспортного средства, где на фиг.1 приведено предлагаемое устройство, а на фиг.2 - вид устройства по стрелке А.

Виброзадерживающее устройство для обшивки 1 корпуса транспортного средства содержит ребро жесткости 2 и разделенные между собой вязкоупругим материалом 3 пластинчатые элементы 4 и 5. Один из этих элементов 4 жестко соединен с ребром жесткости 2, а другой элемент 5 закреплен на обшивке 1 корпуса транспортного средства. Ребро жесткости 2 с пластинчатыми элементами 4 и 5 расположено прикрепленным к обшивке 1 между ребрами жесткости 6 и 7 обшивки корпуса в пределах центральной трети расстояния L1 между указанными смежными ребрами жесткости обшивки, преимущественно параллельно наибольшим по высоте ребрам жесткости 6 и 7 обшивки. Высота ребра жесткости H1 составляет не менее высоты H2 наименьшего из ребер жесткости 9 обшивки корпуса, а его длина L2 составляет не менее половины расстояния L3 между смежными 8 и 9 ребрами жесткости обшивки. Один из указанных пластинчатых элементов 4 закреплен на свободном конце ребра жесткости 2 и имеет толщину t1 не более половины толщины t2 указанного ребра 2, а разделенный вязкоупругим материалом 3 другой пластинчатый элемент 5 закреплен в месте стыка обшивки 1 корпуса со смежным ребром жесткости 7 обшивки и имеет толщину t3, не менее чем вдвое превышающую толщину t1 первого из указанных пластинчатых элементов 4.

Устройство работает следующим образом.

Предлагаемое устройство размещается на обшивке корпуса транспортного средства, вблизи месторасположения виброактивного источника, например работающих механизмов судна или вращающегося в непосредственной близости от обшивки корпуса судна гребного винта. При воздействии динамических усилий со стороны виброактивного источника в обшивке корпуса возникают колебания. Наиболее интенсивные колебания могут возникать в ячейках обшивки 1, ограниченных ребрами жесткости 6, 7 и 8, 9, подкрепляющими обшивку, особенно на собственных частотах изгибных колебаний ячейки. Ребро жесткости 2 устройства, установленное в центральной трети L1/3 ячейки и имеющее длину L2 не менее половины расстояния L3 между подкрепляющими обшивку ребрами жесткости 8 и 9, существенно увеличивает механическое сопротивление ячейки, что приводит к заметному уменьшению амплитуд ее колебаний, в том числе на собственных частотах ячейки. Вместе с тем, колебания элементов устройства совместно с обшивкой корпуса сопровождаются интенсивным преобразованием колебательной энергии в тепловую благодаря наличию вязкоупругого материала 3 между пластинчатыми элементами 4 и 5. Наиболее интенсивные колебания возникают в пластинчатом элементе 4, связанном с концом ребра жесткости 2 и имеющем толщину t1, составляющую не более половины толщины t2 указанного ребра 2. Значительно ниже уровни вибраций пластинчатого элемента 5, который закреплен в месте стыка обшивки 1 корпуса со смежным ребром жесткости 7 обшивки и имеет толщину t3, не менее чем вдвое превышающую толщину t1 первого из указанных пластинчатых элементов 4. Значительная разница толщин пластинчатых элементов 4 и 5, а также крепление их соответственно к концу ребра жесткости 2 и к основанию ребра жесткости 7, имеющему наибольшее механическое сопротивление благодаря большой высоте, а следовательно, отличающемуся значительно по подвижности, т.е. по амплитудам колебаний, приводит к существенному различию амплитуд и фазовой несогласованности колебаний пластинчатых элементов. Это приводит к существенному увеличению деформаций вязкоупругого материала, находящегося между пластинчатыми элементами, и к увеличению поглощения в вязкоупругом материале колебательной энергии. В результате работы виброзадерживающего устройства уровни вибрации обшивки корпуса транспортного средства, особенно ячеек обшивки между подкрепляющими ее ребрами жесткости, значительно снижаются. Наибольшее снижение может быть достигнуто на собственных частотах этих ячеек при воздействии усилий со стороны близкорасположенного работающего оборудования судна или вращающегося в непосредственной близости от обшивки гребного винта. Оценки показали, что снижение наибольших уровней вибраций обшивки составит величину не менее 6 дБ.

Похожие патенты RU2446329C1

название год авторы номер документа
Виброзадерживающее устройство для пластины корпуса транспортного средства 1986
  • Кирпичников Валерий Юлианович
  • Ляпунов Вячеслав Тимофеевич
  • Савенко Валентин Викторович
SU1392282A1
Виброзащитное устройство для пластины корпуса транспортного средства 1988
  • Иванов Всеволод Сергеевич
  • Кирпичников Валерий Юлианович
  • Савенко Валентин Викторович
SU1504151A1
Виброзадерживающее устройство для пластины корпуса транспортного средства (его варианты) 1984
  • Бодунов Георгий Викторович
  • Кирпичников Валерий Юлианович
  • Кузьмичев Михаил Николаевич
  • Ляпунов Вячеслав Тимофеевич
  • Никифоров Алексей Сергеевич
SU1229122A1
Виброзадерживающее устройство для обшивки транспортного средства 1977
  • Горячев Валерий Павлович
  • Иванов Всеволод Сергеевич
  • Кузьмичев Михаил Николаевич
  • Петров Юрий Ильич
  • Титов Борис Владимирович
SU616182A1
ВИБРОДЕМПФИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРПУСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2013
  • Ионов Алексей Владимирович
  • Четырбок Иван Иванович
RU2580595C2
Вибродемпфирующее устройство для корпуса транспортного средства 1980
  • Кирпичников Валерий Юлианович
  • Кузьмичев Михаил Николаевич
  • Ляпунов Вячеслав Тимофеевич
  • Глушков Владимир Владимирович
  • Бодунов Георгий Викторович
  • Байков Эдуард Васильевич
  • Левичев Александр Александрович
  • Рудаков Лев Дмитриевич
SU965873A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ВИБРАЦИИ КОЛЕБЛЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА 1992
  • Авринский А.В.
  • Малюга А.Г.
  • Пименов И.К.
  • Рыков С.А.
RU2083434C1
Виброгасящее устройство для подкрепленной обшивки корпуса транспортного средства 1973
  • Кирпичников Валерий Юлианович
  • Кузьмичев Михаил Николаевич
  • Ляпунов Вячеслав Тимофеевич
SU486939A1
ВИБРОПОГЛОЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 2014
  • Кирпичников Валерий Юлианович
  • Кильдеев Равиль Исмаилович
  • Савенко Валентин Викторович
  • Кощеев Алексей Петрович
RU2572177C1
КОРПУС СУДНА 2010
  • Ланг Василий Павлович
  • Капранов Олег Маратович
  • Смирнов Константин Аркадьевич
RU2451618C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 446 329 C1

Реферат патента 2012 года ВИБРОЗАДЕРЖИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБШИВКИ КОРПУСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к области акустики и касается создания средств снижения вибраций и шума на судах, самолетах и других транспортных средствах. Устройство содержит ребро жесткости и разделенные между собой вязкоупругим материалом пластинчатые элементы, один из которых жестко соединен с ребром жесткости, а другой закреплен на обшивке корпуса транспортного средства. Ребро жесткости крепится к обшивке между ребрами жесткости обшивки корпуса в пределах центральной трети расстояния между смежными ребрами жесткости обшивки, преимущественно параллельно наибольшим по высоте ребрам жесткости обшивки. Высота ребра жесткости составляет не менее высоты наименьшего из ребер жесткости обшивки корпуса, а его длина составляет не менее половины расстояния между смежными ребрами жесткости обшивки. Один из указанных пластинчатых элементов закреплен на свободном конце ребра жесткости и имеет толщину не более половины толщины указанного ребра жесткости. Разделенный вязкоупругим материалом другой пластинчатый элемент закреплен в месте стыка обшивки корпуса со смежным ребром жесткости обшивки и имеет толщину не менее чем вдвое превышающую толщину первого из указанных пластинчатых элементов. Достигается снижение вибрации обшивки корпуса транспортного средства. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 446 329 C1

Виброзадерживающее устройство для обшивки корпуса транспортного средства, преимущественно судна, содержащее ребро жесткости и разделенные между собой вязкоупругим материалом пластинчатые элементы, один из которых жестко соединен с ребром жесткости, а другой закреплен на обшивке корпуса транспортного средства, отличающееся тем, что ребро жесткости с пластинчатыми элементами расположено прикрепленным к обшивке между ребрами жесткости обшивки корпуса в пределах центральной трети расстояния между смежными ребрами жесткости обшивки, преимущественно параллельно наибольшим по высоте ребрам жесткости обшивки, при этом высота указанного ребра жесткости составляет не менее высоты наименьшего из ребер жесткости обшивки корпуса, а его длина составляет не менее половины расстояния между смежными ребрами жесткости обшивки, причем один из пластинчатых элементов закреплен на свободном конце ребра жесткости и имеет толщину не более половины толщины указанного ребра, а разделенный вязкоупругим материалом другой пластинчатый элемент закреплен в месте стыка обшивки корпуса со смежным ребром жесткости обшивки и имеет толщину, не менее чем вдвое превышающую толщину первого из указанных пластинчатых элементов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2446329C1

Виброзадерживающее устройство для пластины корпуса транспортного средства 1986
  • Кирпичников Валерий Юлианович
  • Ляпунов Вячеслав Тимофеевич
  • Савенко Валентин Викторович
SU1392282A1
Вибропоглощающий материал 1983
  • Ионов Алексей Владимирович
  • Бахарева Виктория Ефимовна
  • Петрова Людмила Викторовна
  • Сидоров Николай Павлович
SU1100444A1
DE 2830118 A1, 17.01.1980
Пневмоимпульсный генератор для очистки поверхностей 1986
  • Кириллов Владимир Александрович
  • Кочулаев Юрий Иванович
  • Гузенко Станислав Иванович
  • Бовыкин Владимир Александрович
  • Волков Виталий Андреевич
SU1384916A1

RU 2 446 329 C1

Авторы

Кирпичников Валерий Юлианович

Савенко Валентин Викторович

Кощеев Алексей Петрович

Борусевич Валерий Олегович

Даты

2012-03-27Публикация

2010-08-26Подача