(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210935779.0 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号 (72)发明人 庞福振　秦宇璇　李海超　汤旸　 王雪仁　高晟耀　江沛　梁冉　 高聪　张明　 (74)专利代理 机构 南京行高知识产权代理有限 公司 32404 专利代理师 李晓 (51)Int.Cl. F16F 15/02(2006.01) F16F 15/067(2006.01) F16F 15/023(2006.01)B63B 17/00(2006.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 一种基于阻抗均匀化的船舶设备基座及优 化设计方法 (57)摘要 本发明涉及船体隔振技术领域， 具体涉及一 种基于阻抗均匀化的船舶设备基座 以及优化设 计方法。 该优化设计方法根据船舶机械设备常用 基座类型， 确定减隔振设计基座对象； 根据设备 信息及激励载荷特性， 确定基座减隔振具体需 求； 根据设备基座布置与结构形式， 构建减隔振 评估有限元模 型， 以基座阻抗均匀化系数和振级 落差为评价指标， 对基座减隔振效果进行评估； 并从阻抗均匀化角度， 确定设备基座改进方案， 进行基座参数优化设计； 根据确定的阻抗均匀化 基座参数， 建立改进后的减隔振系统模型， 评估 优化后的基座减隔振效果。 本发 明从阻抗均匀化 角度开展基座减隔振设计， 提高了传统基座减隔 振水平和低频隔振效果， 提升了设备运行的稳定 性。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115492891 A 2022.12.20 CN 115492891 A 1.一种基于阻抗均匀化的船舶 设备基座， 其特征在于， 包括弹簧限位装置、 隔振液层结 构和面板； 所述弹簧 限位装置的一端与船体结构相连， 所述弹簧 限位装置的另一端与面板相连， 所述隔振液层结构位于面板和船体结构之 间， 所述面板的顶部具有与船用设备相连的支撑 端面； 所述隔振液层结构包括隔振液囊， 多个隔震液囊排布在船体结构上， 所述隔振液囊的 囊体分别与船体结构和面板相连， 所述囊体的内部具有容纳液体的缓冲腔。 2.根据权利要求1所述的基于阻抗均匀化的船舶设备基座， 其特征在于， 所述隔振液囊 上的面板呈多块板状结构， 相邻板状结构之间具有间隙， 相邻板状结构通过 连接结构相连。 3.根据权利要求2所述的基于阻抗均匀化的船舶设备基座， 其特征在于， 所述板状结构 之间通过铰链相连。 4.根据权利要求1所述的基于阻抗均匀化的船舶设备基座的优化设计方法， 其特征在 于包括以下步骤： 步骤S1、 根据船舶机械设备常用基座类型， 确定减隔振设计基座对象， 即第一基座结 构； 步骤S2、 根据船舶机械设备信息及激励载荷特性， 确定第一基座结构的减隔振具体需 求； 步骤S3、 根据设备基座布置与结构形式， 构建 “设备‑基座‑船体结构 ”减隔振评估有限 元模型， 以基座阻抗均匀 化系数和振级落差为评价指标， 对第一基座结构的减隔振效果进 行评估； 步骤S4、 根据不同类型设备减隔振需求， 从阻抗均匀化角度， 确定设备基座改进方案， 进行基座 参数优化设计； 步骤S5、 根据确定的阻抗均匀化基座参数， 建立改进后的减 隔振系统模型， 评估优化后 的基座减隔振效果； 步骤S6、 对比阻抗均匀化基座与第一基座结构的减隔振效果， 若未能达到减振降噪目 标， 则返回步骤S4重新设计， 直至满足预期设计目标。 5.根据权利要求4所述的基于阻抗均匀化的船舶设备基座的优化设计方法， 其特征在 于， 所述步骤S1中船舶机械设备常用基座类型包括仅提供支撑作用无隔振需求的小型基 座， 有保证设备运行平稳要求的基座， 以及有支撑高度要求的基座。 6.根据权利要求4所述的基于阻抗均匀化的船舶设备基座的优化设计方法， 其特征在 于， 所述步骤S2中船舶机械 设备信息包括设备重量与 尺寸、 设备安装情况、 设备防护等级和 允许最大偏移量， 所述激励载荷特性包括激励载荷形式和激励载荷曲线。 7.根据权利要求4所述的基于阻抗均匀化的船舶设备基座的优化设计方法， 其特征在 于， 所述步骤S3包括： 步骤S31、 根据实际结构尺寸， 在有限元仿真软件中建立 “设备‑基座‑船体结构 ”减隔振 评估结构模型； 步骤S32、 根据实际材 料信息， 赋予结构模型 材料属性； 步骤S33、 根据实际边界， 设置模型边界条件； 步骤S34、 根据计算需求， 划分有限元网格；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115492891 A 2步骤S35、 根据仿真计算结果， 计算基座阻抗均匀化系数和振级落差； 所述的基座阻抗均匀化系数计算公式为： 式中， m为 分析频段的频点数， Vi为计算离散系数(也称为变异系数)， 其定义为数据的标 准差与其均值之比， ZDC为基座阻抗离 散化系数， 定义 为 所述振级落差计算公式为： 式中， Z0为输入阻抗， Zn为传递阻抗， LZ0为输入阻抗级， Lz1为传递阻抗级。 8.根据权利要求4所述的基于阻抗均匀化的船舶设备基座的优化设计方法， 其特征在 于， 所述步骤S4包括： 步骤S41、 将原有传统的单一钢结构基座形式改进为 “链式面板 ‑隔振液层 ‑基座底座 ” 复合结构形式； 步骤S42、 对基座参数进行优化设计， 所述优化参数包括： 隔振液层结构特征参数和基 座面板参数， 所述隔振液层结构参数包括液体密度、 液体动力粘性系数、 液层面积和液囊数 量， 所述基座 面板参数包括基座 面板厚度、 基座 面板数量和机脚数之比。 9.根据权利要求4所述的基于阻抗均匀化的船舶设备基座的优化设计方法， 其特征在 于， 所述步骤S5包括： 步骤S51、 在有限元仿真软件中建立改进后的减隔振系统模型为 “设备‑基座‑船体结 构”减隔振评估 模型； 步骤S52、 根据实际材 料信息， 赋予结构模型 材料属性； 步骤S53、 根据实际边界， 设置模型边界条件； 步骤S54、 根据计算需求， 划分有限元网格； 步骤S55、 根据仿真计算结果， 计算基座阻抗均匀化系数和振级落差， 评估依据为， 阻抗 均匀化系数和振级落差数值越大， 基座减隔振效果越好。 10.根据权利要求4所述的基于阻抗均匀化的船舶 设备基座的优化设计方法， 其特征在 于， 所述阻抗均匀化基座与第一基座结构的减隔振效果对比评价指标为隔振系统的平均振 动响应， 所述预期设计目标为实船应用减 振降噪目标。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115492891 A 3