液压气动与赛封/2014年第06期
doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2014.06.011
基于有限元分析法的船舶液压动力站管路振动研究
何曦光1彭利坤1杨国志1乔小瑞2（1.海军工程大学动力工程学院，湖北武汉430033； 2.海军工程大学电子工程学院，湖北武汉430033：）
摘要：该文对某型船舶液压动力站管路的振动特性进行了有限元特性计算，并通过SolidWorks三维机械设计软件的有限元分析模块
Simulation对渡压动力站的管路进行了三维建模和模态分析，并在最后提出了减报降噪的措施。关键调：船舶液压动力站；减报降噪；有限元计算；模态分析
中图分类号：TH137.1
文献标识码：A
文章编号：10080813(2014)06003803
Researchon TubeVibration ofShipHydraulic Station Based on FiniteElementAnalysis
HE Xi-guang',PENG Likun',YANG Guozhi',QIAO Xiaorui?
(1.Power Engineering College,Naval University of Engineering，Wuhan 430033,China; 2.Electronic Engineering College,Naval University of Engineering, Wuhan 430033,China)
Abstract: In this article, we have completed the finite element computation, and finished the 3D-modeling and modal analysis through Simulation module of Solidworks In the end, we draw the measures of vibration and noise reduction
Key words: ship hydraulic station; vibration and noise reduction; finite element computation; modal analysis
0引言
船舶液压动力站是由液压泵、驱动用电动机、油箱、方向闽、节流阀、溢流阀等构成的液压源装置或包括控制阀在内的液压装置。液压动力站可以按驱动装置要求的流向、压力和流量供油，适用于驱动装置与液压站分离的各种机械上。液压站与各类用户的驱动装置(油缸或马达)用油管相连，即可实现各种规定的动作。但是，液压动力站在为用户提供压力油的同时，也产生了对船舶隐身性不利的振动及噪声。由于其管路在机舱中分布广泛，产生的振动噪声将通过管路很快传递到船体上；同时，液压管路内的噪声会通过管壁向舱室辐射，对船上人员的工作、生活环境产生负面影响。
管路的振动研究有着较长的历史。在国外，关于流体管道振动的研究比较全面，理论与实践充分结合，取得了较多的成果，具有一定的借鉴意义。面在我国，对手管道系统振动的研究侧重于其振动特性的理论计算,且多为专题性的研究。
本文中以某型船舶液压动力站为研究对象，首先使用Solidworks三维机械设计软件建立管路的几何模收稿目期：20130926
作者简介：何曦光(1982-)，男，湖北武汉人，讲师，碳士，研究方向为机电液控制技术。
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型并将模型导入Simulation解算器进行有限元分析和模态分析，计算其模态频率和振型，最后提出减振降噪的措施。
1液压动力站管路振动特性的有限元分析计算
管路振动的研究经常采用的方法有计算法和实验
法，其中计算法包括传递矩阵法、模态综合法、行波法、特征线法和有限元分析法等。
有限元分析法是管路模态分析的常用方法。在该方法中，管路会被分解成由多个相互联结的、简单、独立的点组成的几何模型。由于这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元分析法。由实际的物理模型推导出来的平衡方程式被使用到了每个点上，由此产生了一个方程组。该方程组可以用线性代数求解。
有限元分析法的解算步骤包括前处理、分析计算和后处理三个步骤。前处理环节主要实现物理模型的建立和网格的划分，分析计算部分主要有分析的边界条件设置以及研究对象物性参数的定义等等，后处理环节则将计算结果以彩色等值线、梯度、失量等方式显示，也可以图表、曲线等形式进行显示3
在有限元分析时，首先要将管路理想化为简单结构元索的组合，各元素的结合部分为节点。系统的各元