Разработка комплекса мероприятий по улучшению виброакустических характеристик судов на этапах постройки и испытаний тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

УДК 681.8+532.592+534.83 На правахрукописи

ГОРИН СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКАКОМПЛЕКСАМЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВ НА ЭТАПАХ ПОСТРОЙКИ И ИСПЫТАНИЙ

Специальность: 01.04.06 - акустика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2004 г.

Работа выполнена на ФГУП ПО "Севмашпредприятие" и в Севмашвтузе - филиале Санкт-Петербургского Государственного морского технического университета

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор ГМТУ Авринский А.В.

Ведущая организация: Центральное конструкторское бюро

морской техники "Рубин" (г. Санкт-Петербург).

Защита состоится 22 апреля 2004г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.228.04 в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете по адресу: г. Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, д.З.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного морского технического университета.

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, ЦНИИ им. ак. А.Н.Крылова Голованов В.И.

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник 1 -го НИИ МОРФ Пархоменко В.Н.

Автореферат разослан:

Ученый секретарь 12.228.04

к.т.н., доцент

Б.П. Васильев

1. Общая характеристика работы Актуальность темы. На судостроительных предприятиях проблема улучшения виброакустических характеристик (ВАХ) является одной из наиболее острых. За последние два десятилетия XX века, благодаря работам отечественных ученых Авринского А. В., Алямовского М.И., Белова В.Д., Будрина СВ., Вишневского B.C., Голованова В.И., Евсеева В.Н., Канаева Б.А., Кима Я.А., Клюкина И.И., Лапина А.Д. Маслова В.Л., Легуши Ф.Ф., Мышинского Э.Л., Петрова Ю.И., Попкова В.И., Тарханова Г.В., Яковлева В.Е. и других удалось существенно улучшить виброакустические характеристики судов. Необходимость дальнейшего снижения вибрации и шума, особенно судов с атомными энергетическими установками (АЭУ) поставила на повестку дня создание средств, способных работать в условиях ионизирующего излучения и при высоких температурах, уметь определять их характеристики и эффективность работы.

Металлическими аналогами резины являются

упругодемпфирующие элементы (УДЭ) из прессованной нержавеющей проволоки. Они нашли применение в космонавтике и авиации. Попытки применить амортизаторы с проволочными УДЭ в корабельных АЭУ, предпринимались в середине 70-х годов ЦНИИ им. ак. Крылова А.Н., однако, из-за недостатка сведений о физических свойствах УДЭ, до внедрения их в производство дело не дошло. Сложность и зависимость от различных факторов физических моделей УДЭ не позволяет использовать только расчетные методы для определения физических характеристик УДЭ, поэтому с целью получения исходных данных для их расчета необходимо проведение экспериментальных исследований.

Целью работы является разработка комплекса мероприятий по улучшению ВАХ судов на этапах их постройки и испытаний (трубопроводов, элементов и систем), создание расчетно-экспериментальных методов определения физических характеристик УДЭ, оценка эффективности их использования, создание испытательных стендов и принципиально новых цельнометаллических средств снижения вибрации и шума на базе УДЭ.

Методы исследования. Для разработки расчетно-экспериментальных методов использовались теоретические и экспериментальные исследования, образцах в

I РОС/НАИИОНАЛЬНАЯ

I БИБЛИОТЕКА |

лабораторных условиях, так и на штатных конструкциях, установленных на судах. Большое внимание уделялось подготовке экспериментов, необходимых для определения ВАХ исследуемых объектов, причинам возникновения и путям передачи колебаний, пониманию особенностей частотных и временных зависимостей характеристик УДЭ. Все расчеты выполнялись с использованием ЭВМ.

Научная новизна. Впервые в практике отечественного судостроения обоснована целесообразность использования для разработки средств борьбы с шумом и вибрацией на судах УДЭ из прессованной проволоки.

Основные положения диссертационной работы, имеющие характер новизны, заключаются в следующем:

- теоретически и экспериментально обобщены результаты многолетних виброакустических исследований трубопроводов, элементов и систем судов;

- разработаны расчетно-экспериментальные методы, блок-схемы стендов для определения акустических параметров передачи элементов судовых гидравлических систем, ударных (в реальном времени), жесткостных и диссипативных (в частотной области) характеристик УДЭ, модуля объемной упругости жидкости;

экспериментально определены акустические параметры передачи основных элементов гидросистем, ударные, вибрационные, статические жесткости и диссипативные свойства УДЭ;

- выполнены экспериментальные исследования по определению взаимосвязи неравномерности потока рабочей среды поступающей на лопастные машины с их ВАХ, предложен расчетно-экспериментальный метод визуализации картин течения и определения численных значений параметров неравномерности потока, определены пути снижения неравномерности потока конструктивными способами;

- проведены исследования наиболее виброактивных элементов и систем АЭУ, проанализированы причины высоких уровней колебаний, определены возможности улучшения их ВАХ;

по результатам выполненных теоретических и экспериментальных исследований предложены мероприятия по улучшению ВАХ элементов и систем, разработаны принципиально новые конструкции средств снижения вибрации и шума, созданы методы расчета их характеристик.

Практическая ценность работы формулируется в следующих положениях:

- решена крупная народно-хозяйственная задача - предприятия судостроения получили возможность и используют для улучшения ВАХ своей продукции (в первую очередь АЭУ, где резинометаллические конструкции из-за ионизирующего излучения и высокой температуры не могут быть применены) УДЭ из прессованной проволоки;

- совместным решением №10/51-21 департамента судостроения и в/ч 31270 от 19.05.92г. утверждены протоколы межведомственных испытаний и акт №94.41/519-91 о постановке на серийное производство УДЭ из прессованной проволоки для предприятий кораблестроения. Выпущены технические условия ДЕИА.753693.001ТУ на изготовление и поставку УДЭ. В соответствии с актом №318 от 10.06.96г о приемке в эксплуатацию рабочей комиссией законченного техническим перевооружением объекта, на ФГУП ПО "Севмашпредприятие" введен в эксплуатацию производственный участок по изготовлению УДЭ;

- цельнометаллические опоры трубопроводов с регулируемой жесткостью и устройства для выравнивания потока жидкости внедрены на судах с АЭУ III поколения и включены в документацию проектов IV поколения, разрабатываются цельнометаллические амортизаторы;

результаты работы нашли применение в научно-исследовательских работах, выполнявшихся по договорам с ЦНИИ им. ак. А.Н. Крылова и ЦКБ - проектантами, а также в курсе лекций по прикладной акустике для студентов Севмашвтуза.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Комплекс натурных и стендовых исследований ВАХ серийных объектов, их анализ и, на основании этого, обоснование необходимости использования УДЭ из прессованной проволоки и создание на их базе новых конструкций с улучшенными ВАХ и цельнометаллических средств борьбы с шумом и вибрацией.

2. Расчетно-экспериментальные методы определения характеристик УДЭ, элементов гидросистем, конструкций.

3. Блок-схемы испытательных стендов и методики проведения на них экспериментальных исследований.

4. Физические модели цельнометаллических средств борьбы с шумом и вибрацией и методы расчета их характеристик.

5. Конструкции элементов судов с улучшенными ВАХ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: всесоюзной конференции "Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения" (Киев 1988), VII (Ленинград 1989г.) и IX (Москва 1991г.) всесоюзных акустических научно-технических конференциях, на международной конференции по борьбе с шумом и вибрацией "NOISE-93"(Санкт-Петербург 1993г.), III всероссийской научно-технической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" (Санкт-Петербург 1998г.), международной конференции "Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экология, экономика, культура" (Архангельск 2000г.).

Публикации. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований по данной работе опубликованы в 37 научно-технических статьях (изданий АН СССР, РАН, всесоюзных, российских, отраслевых журналах и др.), разработанные по данной работе конструкции защищены 16 авторскими свидетельствами СССР и 2 патентами Российской Федерации на изобретения. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, объемом 257 машинописных страниц, включая 83 рисунка, 6 таблиц и 14 страниц списка

2. Содержание работы

Во введении показана актуальность, практическая значимость темы диссертационной работы и задачи исследования. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе с точки зрения виброакустики приведен перечень наиболее значимых проблем стоящих перед судостроением. Во-первых, это безопасная эксплуатация и живучесть судов с АЭУ, которые напрямую зависят от уровней их вибрации, воздействия шума на личный состав. Во-вторых, это скрытность плавания судов, определяющую роль в которой играют уровни подводного шума. В-третьих, - разработка методов расчета и конструкций средств снижения вибрации и шума, способных работать в условиях ионизирующего излучения и при высоких температурах. В-четвертых - модернизация и создание новой лабораторной базы для определения ВАХ конструкций и элементов, эффективности средств снижения вибрации и шума. И, наконец - это эксплуатация и утилизация резинометаллических средств

борьбы с шумом и вибрацией. Последняя проблема связана как с повышенной пожарной опасностью резиновых элементов и выделению ими в процессе горения удушливых газов, так и широкому использованию в период постройки судов для защиты резиновых элементов от возгорания асбестовых тканей. В экономически развитых странах использование асбеста, как канцерогенного вещества, в быту и на производстве запрещено.

Наибольший вклад в формирование уровней вибрации и подводного шума вносят паропроизводящие (ППУ) и паротурбинные (ПТУ) установки. Даже небольшое увеличение мощности АЭУ до 15% приводит к заметному росту уровней вибрации и шумности судов (до 20дБ и более в частотном диапазоне от 10Гц до 1кГц). Существенную роль в возбуждении колебаний лопастных машин, трубок теплообменных аппаратов, сильфонных компенсаторов, других элементов играют скоростные потоки пара, воды и других рабочих сред поступающих на эти элементы.

Технология изготовления и монтажа судовых трубопроводов не позволяет иметь точные исходные данные для расчета колебаний трубопроводов по ряду причин, а именно:

- в местах изгиба труб образуется эллиптичность их поперечного сечения, уменьшение толщины наружной по отношению к центру радиуса изгиба стенки и увеличению толщины внутренней стенки труб;

- напряженно-деформированное состояние труб получаемое в процессе монтажа отдельных труб, имеющих несоосность;

- изменение исходного напряженно-деформированного состояния трубопроводной системы после приведения ее в рабочее состояние;

- картины течения рабочих сред в трубах асимметричны, поступление такого потока на рабочие колеса лопастных машин ухудшает их ВАХ.

Это требует совершенствования методов расчета колебаний трубопроводных систем, разработки и внедрения элементов с регулируемыми импедансными характеристиками, средств снижения неравномерности потока.

Повышения нагрузки на дейдвудные подшипники гребных валов, а также переход от импортных бакаутовых вкладышей к вкладышам из отечественных искусственных материалов, привели к тому, что в процессе эксплуатации происходит их разрушение, сопровождаемое

акустическими импульсами. На одном из судов с такими подшипниками разрушился гребной вал. Анализ причин разрушения и шумоизлучения позволил сделать вывод об ошибочности увеличения длины подшипника при повышении нагрузки на него и необходимости создания упругой опоры вала.

Для уменьшения вибрации оборудования используются амортизаторы с резиновыми и резинокордными элементами типов АКСС, АПРК и т.п. С целью снижения интенсивности пожаров, вредного воздействия асбестовой пыли и увеличения срока службы, необходимо заменить эти амортизаторы на цельнометаллические.

Для виброакустических исследований необходимо знать статическую и динамические жесткости, добротности колебаний, модули упругости сплошных сред, акустические параметры передачи колебаний и т.д. Выполнен обзор литературных источников, отмечены положительные стороны и недостатки, присущие известным методам нахождения этих величин, определены направления, сформулированы цель и задачи данной работы.

Во второй главе обоснован выбор УДЭ (рис1), оценены их свойства как конструкционного материала.

К числу важнейших качеств УДЭ можно отнести: экологическую чистоту самого материала и производств по изготовлению УДЭ; хорошие диссипативные и упругие свойства; стабильность свойств по объему; возможность получать материал различной пористости; технологичность изготовления. УДЭ получают прессованием дозированной по весу спирали из металлической проволоки диаметром от 0,01мм до 1,0 мм Шаг спирали равен её диаметру. Из спирали делают заготовку для прессования, массой

пористостью , где - - плотность

материала; й- диаметр; 1п - длина проволоки, Ум - объем проволоки, Уо - объем образца.

П рЪ Рис.1 Образцы УДЭ

Расчет конструкций с УДЭ невозможен без аналитического описания физических свойств УДЭ которые могут быть определены только эмпирическим путем, а их математическое описание является аппроксимацией экспериментальных результатов. Технология изготовления УДЭ дает 5-10% отклонение физических характеристик от среднего значения. Все факторы, влияние которых на характеристики меньше технологического разброса могут быть отброшены, остальные -аппроксимированы с соответствующей точностью. Это связано с тем, что из-за отсутствия методов расчета не была установлена наиболее выгодная форма записи физических зависимостей. Разные математические записи имели разные константы, и обобщение их не имело практического смысла. Для УДЭ значения постоянных зависят не только от свойств УДЭ, но и от их размеров, формы и т.д.

Однородность. УДЭ - металлический аналог резины. Спирали из тонкой проволоки образуют пространственную решетку, по своим функциям соответствующую цепным, хаотически расположенным молекулам резины. Поэтому, казалось бы, рассматривать УДЭ как однородные среды невозможно. Однако, если объем УДЭ значительно больше размеров неоднородностей, то в эксперименте получаются усредненные показания. Т.к. наименьший исследуемый объем содержит очень большое количество неоднородных частиц, на основании закона больших чисел можно принять, что усредненные показатели для объема являются постоянными. Этими постоянными мы и будем пользоваться при расчетах конструкций.

Анизотропия. При одноосной прессовке в структуре УДЭ по мере уменьшения их пористости происходит переход от хаотического распределения по объему колец проволоки к анизотропии свойств материала. Большей анизотропией обладают УДЭ, изготовленные из марок проволоки с высокими упругими свойствами.

Упругость. При малых деформациях УДЭ можно считать линейно-упругим материалом, деформации которого прямо пропорциональны нагрузкам. С увеличением деформации УДЭ остается упругим материалом, но зависимость между силами и деформациями становится нелинейной.

Механические свойства нержавеющей стальной проволоки допускают статистические нагрузки на УДЭ до 15МПа, динамические -до 70МПа. УДЭ не подвержены старению, срок службы не менее 15 лет.

Скорость звука и удельное волновое сопротивление. Исследования УДЭ различных размеров и формы с пористостями 0,2; 0,4; 0,6 давали значения скоростей звука порядка 50м/с.

Учитывая взаимосвязь плотности с массой и объемом образца, можно получить -плотности образца и металла

(проволоки). С учетом этой формулы, для УДЭ пористостью 0,2-0,6 из нержавеющей стальной проволоки плотности 6,28-103кг/м3>ро>3,М-103 кг/м3, а удельные акустические сопротивления находятся в диапазоне (1,57-3,14>105кг/м2*с.

Диссипативные свойства. При знакопеременных нагрузках на УДЭ часть работы переходит в тепло, отводимое к окружающей среде благодаря насосному эффекту и хорошей теплопроводности (1-2 Вт/м*К при 400К) материала УДЭ. Рассеяние энергии обусловлено трением скольжением в многочисленных контактах между отдельными проволочками. Это трение носит характер сухого. Силы трения в контактах создают упругофрикционные связи, которые приводят к необратимому рассеиванию энергии и образованию петли гистерезиса.

Изготавливать УДЭ можно из отечественной прецизионной проволоки марок 40КХНМ, 44ХНТЮ, 36НХТЮ, 36НХТЮ5М, 36НХТЮ8М, 42НХТЮ, высоколегированных коррозионно-стойких и жаропрочных марок стали 13X13, 20X13, 30X13, 40X13, 08Х18Н10, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13МЗТ, легированной пружинной стали марок 50ХФА, 51ХФА, 60С2А, а также бронзовой проволоки марок БрКМцЗ-1, БрОЦ4-3, БрБ2.

По результатам межведомственных испытаний УДЭ из нержавеющей проволоки диаметром 0,2мм ГОСТ 2771-81 марки 36НХТЮ ГОСТ 14118-85:

выдерживают назначенный ресурс - 66000 часов (15 лет) в условиях воздействия вибрационных нагрузок с ускорениями до 0^ на частотах менее 50Гц при амплитудах до 0,3мм;

выдерживают без разрушения статическую нагрузку равную пятнадцатикратной номинальной;

после воздействия пятикратной ударной нагрузки с ускорением до 100g или с начальной скоростью (2-3)м/с и вызывающей его деформацию (20-25)% от номинальной высоты, остаточные деформации не превышают 10% от первоначальной высоты;

имеют коэффициенты потерь не менее 0,15;

работают при температурах от -50°С до +350°С в присутствии паров масла, топлива, нефти, а так же при попадании на них пресной, морской воды и горюче-смазочных материалов;

при работе в подвесах паропроводов с деформацией до 25% от номинальной высоты без разрушений обеспечивают осевые перемещения труб относительно подвесок до 30мм при не менее 300 циклов разогрев-охлаждение трубопроводов;

при погружении в 3% раствор №0 после пяти суток выдержки электрохимический потенциал устанавливается в пределах (+0,34 ...+0,37)В.

Дополнительно проведены испытания по определению предельного срока службы элементов, когда происходит их разрушение. Действующая в отрасли методика ускоренных ресурсных испытаний основана на равенстве работ упругих сил при различных амплитудах А колебаний, но одинаковых массе т и частоте со. Работа

деформирования УДЭ А = ^ Р (х)с1х .

В методике принимается линейная, зависимость между силой и деформацией что дает заниженные данные по ресурсу при

исследовании элементов с нелинейной зависимостью силы от деформации /г=У(х). За один цикл деформирования эта разница работ численно равна площади 1-2-3-4-1 (рис.2).

При наработке,

эквивалентной ресурсу 120000 часов (30 лет) в условиях воздействия вибрационных нагрузок с ускорениями до 0^ на частотах менее 50Гц при амплитудах до 0,3мм УДЭ сохраняли работоспособность, но из них стал сыпаться коричневый порошок. Этот порошок примагничивался к магниту и обладал остаточной намагниченностью, т.е являлся ферромагнетиком, хотя проволока 36НХТЮ белого цвета и не обладает магнитными свойствами.

Лабораторный анализ порошка показал, что он имеет тот же химический состав, что и проволока, т.е. является результатом фретинг-износа УДЭ. Коричневая окраска объяснится разрушением защитной оксидной пленки и окислением порошка. Переход вещества из парамагнетика в ферромагнетик пока не объяснен и требует дополнительных исследований.

В третьей главе дано теоретическое и экспериментальное обоснование целесообразности использования УДЭ для улучшения ВАХ наиболее значимого, с точки зрения безопасности, оборудования АЭУ.

Основной причиной разрушения трубок и потери герметичности трубчатых теплообменных аппаратов (тепловыделяющие элементы атомных реакторов, паровые конденсаторы, парогенераторы и т.п.) являются их колебания под воздействием возмущающих сил и сопутствующие этим колебаниям фреттинг-износ и фреттинг-коррозия.

Эксперименты на моделях показали, что независимо от вида возбуждения колебаний трубного пучка (электродинамическим вибратором, поперечным потоком воздуха, внутренним потоком жидкости) трубки колеблются на частотах собственных колебаний. Если в трубном пучке одна часть трубок опирается на две опорные перегородки, другая часть на одну опорную перегородку, а третья часть трубок не имеет контактов с опорными перегородками, то количество резонансных подъемов в спектрограммах вибрации трубного пучка увеличивается в три раза. При этом частоты резонансов остаются такими же, что и при вариантах испытаний, когда все трубки опирались либо на две опорные перегородки, либо на одну, либо не имели опор с перегородками. Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) с таким комбинированным раскреплением трубок в трубном пучке получаются путем наложения АЧХ (табл.2) пучков с одинаковым раскреплением всех трубок в трубном пучке. При потере контактов трубок с опорными перегородками их частоты собственных колебаний на всех модах резко снижаются. Для обеспечения гарантированного контакта необходимо между опорной перегородкой и трубками ввести УДЭ.

Существенным фактором вибрационной нестабильности в АЭУ являются трубопроводные системы. Возникновение интенсивных вибраций в этих системах связано с наличием в них элементов, которые изменяют свои упругие или инерционные характеристики при изменении статического давления рабочей среды.

- -Таблица 2

Число опор Результат Частоты собственных колебаний трубок, Гц

1 мода 2 мода 3 мода 4 мода

2 Экспериментальный Расчетный 67,00 68,13 93,25 96,66 125,25 128,78 261,50 256,25

1 Экспериментальный Расчетный 19,25 20,96 65,50 68,50 110,50 113,96 143,25 149,08

0 Экспериментальный Расчетный 10,25 10,88 34,25 34,98 69,50 72,01 118,25 120,41

Для примера, приведем результаты исследований колебаний среды в сильфоне — трехслойной гофрированной оболочке, где при давлениях 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 МПа скорости звука были соответственно равны 520, 628, 696, 740, 776, 972 м/с. Скорость звука в среде внутри многослойной гофрированной цилиндрической оболочки растет с увеличением статического давления, экспоненциально приближаясь к некоторому предельному значению. Для расчета этой скорости звука в многослойном сильфоне предложена формула

где и- радиальное смещение стенок; Я - радиус оболочки; р —давление; V - объем внутренней полости; 57 - площадь /-го участка, на котором отсутствует контакт между соседними слоями; - деформация /-го участка.

Число и величины площадей, на которых отсутствуют контакты, а также деформации площадей - случайные величины. Для получения достоверных зависимостей скорости звука от величины статического давления необходимо проведение большого объема испытаний с последующей статистической обработкой. Либо, для всех элементов трубопроводных систем, имеющих зависимость скорости звука от статического давления или от других факторов, необходимы индивидуальные исследования сильфонов, что трудоемко и неудобно.

Наиболее оптимальным решением данной проблемы является разработка и внедрение в трубопроводные системы настроечных элементов - акустических клапанов или других конструкций, которые позволяли бы на этапах пусконаладочных работ и при эксплуатации компенсировать возможные негативные последствия, связанные с рассмотренными явлениями.

Одним из способов борьбы с низкочастотными колебаниями рабочих сред в трубопроводах является использование импедансных включений В работе исследовано влияние импедансных включений -резонаторов Гельмгольца на распространение звука низкой частоты в волноводе - цилиндрической трубе закрытой с одного конца жесткой крышкой и заполненной водой. Выполнены экспериментальные исследования и расчеты влияния одного, двух, трех и четырех резонаторов на процессы колебаний в трубе, заполненной водой. Все резонаторы устанавливались в одной плоскости поперечного сечения трубы, расположенного на расстоянии 1и от крышки. Конструкция резонаторов позволяла плавно изменять объем внутренней полости и, тем самым, варьировать их частотами собственных колебаний. Введение в волноводы низкочастотных импедансных включений приводит не только к снижению уровней колебаний в резонансной области частот собственных колебаний включений, но и к их росту в областях частот, расположенных ниже и выше этой области частот. Области частот и величины ослабления и усиления звука можно определить по формуле

где 2И, 2И, 2В -импедансы волновода со стороны источника колебаний, со стороны нагрузки и собственно импедансного включения.

Использование группы резонаторов с частотами собственных колебаний, отличающимися друг от друга так, что их резонансные области частично перекрывают друг друга, расширяет частотный диапазон снижения уровней звука в волноводе. Так, если частотный диапазон снижения уровней звука в волноводе при использовании одного резонатора с частотой собственных колебаний располагался от 131 до 151 Гц, и составлял 20 Гц, то установка четырех резонаторов с различными частотами собственных колебаний, диапазон снижения уровней звука составил 115... 159 Гц и достиг 44 Гц.

системе

пульсаций

лопастной

¿0„= 197Гц

28дБ.

С увеличением числа резонаторов растет эффективность снижения уровней колебаний. Так, при установке одного, двух, трех и четырех резонаторов с частотами собственных колебаний ,/отт=123 Гц, эффективность снижения уровней колебаний на этой частоте достигала соответственно 12, 16, 19 и 21дБ. На рис.3 приведены АЧХ (а) системы без резонаторов (1), с четырьмя резонаторами (2) и эффективность установки резонаторов (б) теоретическая (1), экспериментальная (2) зависимости.

При установке

резонаторов Гельмгольца с частотой собственных

колебаний 197Гц, объемом полости 0,01м3, диаметром горла 0,05м, длиной горла 0,195м в трубопроводной )у150, уровни давления на частоте насоса снижались на Увеличении лопастной частоты на 4Гц со 197Гц до 201 Гц -приводит к возрастанию уровней со 112 дБ до 139 дБ, т.е. на 27дБ. При этом уровни колебаний давления на лопастной частоте насоса в трубопроводе с

резонаторами выше

таковых, когда резонаторов не было. Аналогичная картина наблюдалась и при уменьшении лопастной частоты со 197 Гц до 194 Гц. Это ограничивает область применения резонаторов в трубопроводных системах.

Проблема может быть решена путем использования в резонаторах герметичных УДЭ, изменение жесткости которых, а следовательно и частот собственных колебаний резонаторов, можно осуществлять изменяя статическое давление рабочей среды. Для расчета скорости звука с в трубе с внутренним диаметром Б толщиной стенки &г, модулем Юнга материала трубы Ет, заполненной средой с модулем объемной упругости Е в которой имеется герметичный УДЭ площадью S, высотой к, жесткостью К, можно рекомендовать формулу

О)

При неизменных геометрических размерах трубопровода, изменять его импеданс, а значит и частоты собственных колебаний, можно путем изменения величины скорости звука. Зная требуемую скорость звука в каком-либо элементе трубопровода, при известном статическом давлении рабочей среды, определяют геометрические размеры и жесткость герметичного УДЭ

(4)

Частоты, на которых импеданс трубы с УДЭ будет минимальным, могут изменяться в широком пределе. Так, если импеданс трубы без УДЭ имел минимум на частоте 729Гц, то при использовании УДЭ жесткостью K=1,1ГН/м минимум отмечался на частоте 457Гц. Понижение жесткости УДЭ до K=88МН/м сдвинуло минимум этого импеданса до 159Гц. Такое влияние герметичных УДЭ на частоты собственных колебаний трубопроводных систем позволяет использовать их для отстройки от резонансов и оптимизации акустических характеристик трубопроводов.

Для улучшения ВАХ и выравнивания распределения нагрузки по длине вкладышей дейдвудных подшипников, необходимо исключить или свести к минимуму неработающие участки вкладышей. Абсолютно жестких тел нет, при создании метода расчета модели "вал-вкладыши" необходимо учитывать их упругие и фрикционные характеристики. Модуль упругости вала 2,1-10" Па, а материала вкладышей 109 Па, т.е.

в 210 раз меньше. Обобщая факторы влияющие на износ вкладышей, предлагается длинный подшипник выполнить из нескольких частей, устанавливаемых на корпусе через УДЭ. Это позволит более равномерно распределить нагрузку на вкладыши, снизить в них напряжения, исключить шумоизлучение при вращении вала в подшипнике.

В четвертой главе разработаны теоретические и экспериментальные методы исследований ВАХ элементов, сред и систем.

Для определения статической жесткости УДЭ реализован метод кубической сплайн-интерполяции. Диапазон деформаций разбивается на интервалы, в каждом из которых ищется полином не выше третьей степени Г=ао+сцЗ+а2^+аз33 таким образом, что во всем диапазоне деформаций сохраняется непрерывность самой функции, ее первой и второй производных. Использование этого метода с обработкой результатов эксперимента на ЭВМ, дает приемлемую для практического использования точность определения статической жесткости. Критерием достаточности полученной точности является

условие

<18

5=5,

с15

- наперед заданная величина.

5=5,.

Определение упругих и диссипативных свойств УДЭ в частотной области основано на измерении отношения колебательных скоростей на входе и выходе испытуемого элемента Используя электроакустические аналогии и комплексную жесткость учитывающую упругие и диссипативные свойства УДЭ, запишем

(5)

Выделяя действительную и мнимую части, получим частотные зависимости динамической вибрационной жесткости УДЭ

К =

а)2-М-(\-КеО)

(6) и коэффициента потерь

1т д

••(7)

(1-11е02+1те2 ' х '' \-ReQ

Методика определения ударной жесткости УДЭ разработана на основе измерения и расчета характеристик ударного импульса при заданных параметрах удара - массы падающего груза и начальной скорости удара.

Пусть груз массой Мпадает с высоты Н на испытуемый элемент. Акселерометр, установленный на грузе измеряет изменение мгновенного ускорения во времени. Электрический сигнал, пропорциональный измеряемому ускорению, через предварительный усилитель поступает на двухканальный узкополосный анализатор. Выборки мгновенного значения ускорения производились дискретно с минимально возможным аппаратурно периодом дискретизации АI. Ударная жесткость

(8)

где

ускорение груза в ьыи момент

времени.

Для описания элементов трубопроводных систем акустическими четырехполюсниками, разработан метод определения коэффициентов А,Б,С,0 по измеренным в определенных сечениях давлениям. За отрезок прямой трубы длиной / взят условный отрезок, расположенный между сечениями 1-1 и 2-2 и образованный из двух равных отрезков длиной 1/2. Причем- первый отрезок 1/2 принадлежит измерительно-возбудительному участку стенда, а второй - 1/2 является частью входного патрубка испытуемого элемента. Сечение 3-3 расположено в выходном патрубке испытуемого элемента на расстоянии 1/2 от границы раздела "вода-воздух". Измерив гидрофонами давления р1р2р3 в этих сечениях определим при одинаковых площадях поперечных сечений испытуемого элемента и стенда 51=52 коэффициенты

где 2овх> "¿Овых нормированные относительно волнового сопротивления импедаисы во входном и в выходном патрубках испытуемого элемента,

Если элемент описывается симметричным четырехполюсником, то 2 = 5, если несимметричным, то а определяется по (11), но при испытаниях необходимо поменять входное сечение с выходным а выходное с входным.

И, наконец, по двум найденным параметрам определяется третий

(13)

б = АО-1

В

На практике возникает необходимость определения упругих свойств жидкостей при температурах отличных от приведенных в справочниках или жидкостей упругие свойствах которых неизвестны. Для получения данных о модуле объемной упругости предлагается расчетная формула

(14)

где р - плотность жидкости; 5 - толщина стенки трубы; В - внутренний диаметр трубы; Ет - модуль Юнга материала трубы, / - расстояние между гидрофонами, t -время прохождения сигнала между гидрофонами.

Для расчета частот собственных колебаний трубопроводов как стержневых систем, используя метод конечных элементов, запишем

= (15)

где - вектор узловых перемещений; [м] - матрицы жесткости и масс стержневой системы в общей системе координат.

Для свободных колебаний |^)]=0, {#(0} = тогда

([^]-£У2[м]){^}=0 (16)

из условия не тривиальности решения (16) приходим к частотному

уравнению с1ефс]-<у2[м]){я} = О (17)

корни которого определяются методом проб с последующим уточнением методом половинного деления.

Трубопроводы включают в себя промежуточные упругие опоры. Матрица жесткости опоры

(18)

здесь Кх, Ку, ^ - жесткости опоры по осям X,Y,Z общей системы координат,-Кох, Кт, К^- угловые жесткости. Варьируя [Коп] можно изменять [лг] и согласно (17) управлять частотами собственных колебаний трубопроводных систем. По этому алгоритму разработана на языке ФОРТРАН-ГУ программа для расчета на ЭВМ частот и форм собственных колебаний трубопроводов.

С целью определения влияния на ВАХ неравномерности потока на входе в лопастные машины исследованы центробежный и осевой насосы с диаметрами входных патрубков соответственно 150 мм и 500 мм. Разработан метод визуализации потоков (рис.4). Исходной информацией для расчета являются множество значений локальных скоростей, измеренных трубкой Пито-Прандтля в узлах Ри=(х„у^) области Р, охватывающей все поперечное сечение трубы. Количество

Рис.4 Картины неравномерности потока жидкости на входе в насос

узлов и шаг сетки выбираются из условия получения достоверной информации о поле скоростей потока в рассматриваемом сечении при минимальном времени измерений локальных скоростей. Прямоугольная сетка применима как для труб с прямоугольным (квадратным) сечением, так и для труб с круглым поперечным сечением. В последнем случае для всех узлов, расположенных вне окружности свнутренним радиусом R значения локальных скоростей принимаются равными нулю. Алгоритм двумерной кубической сплайн-интерполяции реализован в программе для ЭВМ на алгоритмическом языке BASIC. Рассчитывались: степень неравномерности <5v,, эксцентриситет е - отношение кратчайшего расстояния центра массы эпюры скоростей потока е до оси трубопровода к внутреннему радиусу R трубы, критерий неравномерности

гДе vmax, Vmin,v -максимальная, минимальная и средняя скорости среды.

Степень неравномерности потока в каналах достигала Sv=0,8, а после использования выравнивающих устройств снижалась до ¿jv-0,3

По мере снижения неравномерности эпюры скоростей потока улучшались ВАХ насосов, причем более заметное снижение уровней вибрации и пульсаций давления отмечалось у осевых насосов.

В этой же главе дана оценка погрешностей исследуемых характеристик, изложены подходы к нормированию и контролю погрешностей измерений.

В пятой главе представлены новые средства виброакустической защиты, разработанные на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований, приведены методы их расчета.

Вместо резинокордных пневматических амортизаторов предлагаются цельнометаллические амортизаторы с сильфонной оболочкой и противоударными УДЭ. Имея частоту собственных колебаний амортизирующего крепления 5Гц, ударный импульс с исходным максимальным ускорением 138£ будет снижен до 28£. Частоты собственных колебаний блоков ПТУ на амортизаторах около 2Гц, что, наряду с высокими виброизолирующими качествами, обеспечивает и надежную противоударную защиту.

Для исключения потерь контактов трубок с перегородками и стабильности частот их колебаний разработаны опорные перегородки, с упругодемпфирующими втулками.

Выражая скорость трубки через частоту f и амплитуду А её колебаний, а также используя закон Гука, связывающий модуль упругости Е с жесткостью УДЭ К, получена формула для расчета напряжений в трубке при колебаниях

ч0,2

(21)

где £ - опорная площадь втулки с трубкой, имеющей приведенную высоту Н; йт- диаметр трубки; т -масса, участвующая в колебаниях;, к1 -коэффициент, учитывающий геометрию контактирующих тел.

В опоре с УДЭ площадь £ на несколько порядков больше, чем в обычной и напряжения при колебаниях в трубках будут ничтожно малыми. Варьируя жесткостью УДЭ можно управлять как формами, так и частотами собственных колебаний трубок (рис.5). Предлагается получать зависимости частот собственных колебаний от жесткости УДЭ для первых мод колебаний по которым выбирать жесткость УДЭ, гарантирующую отстройку частот собственных колебаний трубок от частот возмущающих сил наиболее интенсивных источников колебаний

Опоры трубопроводов. Частоты собственных колебаний трубопроводов определяется их инерционными и упругими свойствами (16). Увеличение массы системы требует присоединение к трубам дополнительных тел, а уменьшение массы отдельных участков трубопроводов, как правило, невозможно.

Изменение частот собственных колебаний трубопроводов оптимально осуществлять за счет варьирования матрицы жесткости трубопроводной системы, в которую входят и матрицы жесткости опор (18). В пространственных трубопроводах колебания по различным модам происходят в разных плоскостях. Для акустической настройки таких систем предложена опора с жесткостью автономно регулируемой по произвольным направлениям Ъ

~ * , СОБСК,

КПР2 = Е(

10/'

/=1

l20i+Z2-2LZ

Or

cosa.

K¡'sm2a¡ ) (22)

где Ki и К" - жесткости /-го элемента соответственно при сжатии и сдвиге; •(?/ - длина упругого элемента в равновесном состоянии; -предварительная деформация упругого элемента.

Имея опору с заданными /о,- , Ло , и, подставив в (22) значение деформации Z, можно, придавая а значения от 0 до 2л с требуемым шагом по углу, получить кривую зависимости K=f(a) характеризующую упругое поле опоры. Варьируя деформациями УДЭ, можно получать самые разнообразные поля жесткостей опор. На рис.6 показаны поля опоры при равных деформациях всех УДЭ (кривые а и б) и различных

деформациях (кривые в и г). Из рисунка видно, что можно получать как одинаковую, так и различную жесткость в различных радиальных направлениях. Это обстоятельство имеет практическую значимость для частотной отстройки от

резонансов пространственных

трубопроводов.

Для минимизации колебаний трубопроводов по различным модам рекомендуется следующее:

- используя метод конечных элементов, выполнить вариантные расчеты по определению необходимого количества и мест установки опор трубопроводов с определением частот и форм их собственных колебаний;

- рассчитать оптимальные места установки и жесткости опор, исходя из недопустимости возникновения резонансных колебаний, обеспечив гарантированную разницу между частотами собственных колебаний трубопроводной системы и частотами возмущающих сил;

- в случае необходимости, на этапе пусконаладочных работ, минимизировать уровни вибраций, варьируя жесткостями опор.

Для снижения пульсаций давления рабочих сред в трубопроводных системах могут быть использованы герметичные упругодемпфирующие элементы (рис.7), представляющие собой герметичную тонколистовую оболочку из нержавеющей стали внутри которой расположен наполнитель из спрессованной проволоки. Использование герметичных УДЭ в низкочастотных резонаторах Гельмгольца существенно

уменьшает объемы их полостей, а следовательно габариты.

Частота собственных колебаний

таких резонаторов

2р(Хж+Хэ)у1э

ео'

кгв' _____ - ев'

/Я? Чу / А:' N в

по' | // уэч® V" /¿ц—пТ^П 1 1

Ш 1 1 1 "**

--- м>гг

Рис.6 Упругие поля опоры

только от сжимаемости жидкости %ж, но и от сжимаемости %э герметичного УДЭ.

Герметичные УДЭ могут располагаться на внутренней поверхности в проточных гасителях пульсаций. Количество герметичных УДЭ (секций) может достигать трех, четырех и более, что позволяет расширить возможности при проведении мероприятий по борьбе с гидродинамическим шумом. Если в системе имеется один источник пульсаций давления, уровни излучения которого превышают допустимые нормы, то все секции изготавливают с одной и той же частотой собственных колебаний. Гаситель пульсаций такого исполнения будет эффективно снижать пульсации давления от источников, имеющих дискретный или узкополосный спектр пульсаций давления. На практике встречаются ситуации, когда спектр пульсаций давления широкополосный. В этих случаях необходимо иметь секции с частотами собственных колебаний, удовлетворяющим условию

причем таким образом, чтобы соседние частоты незначительно отличались друг от друга на наперед заданную величину Это позволит снижать уровни пульсаций давления в некотором диапазоне частот /о1—/о4- Если в системе имеется несколько источников пульсаций давления, то частоты собственных колебаний каждой секции настраиваются на частоты этих источников колебаний.

Для минимизации уровней колебаний трубопроводных систем предлагаются акустические клапаны, импеданс которых можно изменять в определенных пределах за счет реализации параллельного соединения как минимум двух взаимосвязанных упругих элементов. Жесткость одного из этих элементов не зависит от величины его

деформации , а жесткость другого

8 <18

- зависит от

8 = 8.

деформации. Общая жесткость устройства К(8)=К1+К2(8) и является функцией деформации. Акустический клапан можно использовать как в трубопроводных системах с переменным статическим давлением рабочей среды, так и в системах, расход жидкости в которых изменяется за счет изменения числа оборотов нагнетательных машин.

В устройствах для выравнивания потока жидкости реализован принцип создания гидравлических сопротивлений неравномерно распределенных по поперечному сечению трубопровода.

В тех местах, где локальные скорости потока выше, создавалось большее

дополнительное сопротивление. Выравнивание эпюр скоростей потока приводит к существенному снижению шумности лопастных машин и судов в целом. На рис.8 нижние спектрограммы шума судна при неработающих главных циркуляционных насосах, а верхние - при их работет по штатной схеме (а) и после установки выравнивающих устройств (б).

Для повышения ресурса и улучшения ВАХ дейдвудных подшипников разработаны модели параллельного и непараллельного расположения вала внутри подшипника, выполнены расчеты деформаций и напряжений во вкладышах подшипников. Для снижения напряжений во вкладышах дейдвудного подшипника до значений при которых он не вносит вклада в увеличение общих уровней шума судна, предложена упругая опора вала, позволяющая более равномерно распределять нагрузку от вала по длине подшипника (табл.3). На рис.9 приведены эпюры напряжений идеального прямого (а), реального вала в стандартном (б) и предлагаемом составном (в) подшипниках.

Рис.9 Эпюры напряжений во вкладышах подшипника

Таблица 3

Точки ст Ът сост ^тст ^ т сост

т сост

1 1,00 0,17 4,88

2 0,66 0,10 5,60

3 0,37 0,10 2,70

4 0,12 0,17 -0,30

5 0 0,10 -1,00

6 0 0,10 -1,00

7 0,12 0,17 -0,30

8 0,37 0,10 2,70

9 0,66 - 0,10 5,60

10 1,00 0,17 4,88

В заключении приведен краткий обзор основных результатов и общие выводы по проделанной работе.

З.Основные результаты работы

1. Данная работа является комплексным исследованием, содержащим новую концепцию подхода к решению актуальных проблем, связанных с негативным воздействием колебаний на элементы и системы энергетических установок судов. Эта концепция основана на использовании экологически чистых УДЭ из прессованной проволоки -металлических аналогов резины.

2. Определены приоритетные направления проведения мероприятий по улучшению ВАХ - энергетические установки и другие системы судов.

3. На базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методы расчета физических характеристик, в том числе:

-частот и форм собственных колебаний трубок теплообменных аппаратов, тепловыделяющих элементов атомных реакторов и трубопроводов;

-упругих полей опор трубопроводов;

-импедансных характеристик акустического клапана и герметичных упругодемпфирующих элементов;

-эффективности снижения колебаний давления рабочей среды в трубопроводах при использовании в них низкочастотных гасителей пульсаций давления;

-характеристик цельнометаллического пневматического амортизатора;

-характеристик упругой опоры вала (дейдвудного подшипника); -статической, динамической вибрационной (в частотной области) и ударной (в реальном времени) жесткостей УДЭ с нелинейной зависимостью между силой и деформацией по исходным данным, полученным экспериментальным путем;

-методика расчета в частотной области диссипативных свойств

УДЭ;

-методика расчета модуля объемной упругости (сжимаемости) жидких рабочих сред трубопроводов;

-методика расчета неравномерности потока рабочей среды.

4. Изготовлены и отлажены испытательные стенды для экспериментальных исследований виброакустических характеристик, определены параметры акустических четырехполюсников основных элементов судовых трубопроводных систем, проведены вариантные испытания опытных образцов УДЭ, определены наиболее оптимальные марки материала проволоки, пористость, геометрические размеры, что позволило рекомендовать промышленности их использование для решения актуальных задач в области виброакустики.

5. Полученные в результате инициативных исследований данные о физико-технических характеристиках проволочных УДЭ и областях их возможного применения стали основанием для проведения научно-исследовательской опытно-конструкторской работы (НИОКР), предусмотренной п. 18 совместного решения министерства судостроительной промышленности и ВМФ №С-13/1472 от 09.08.89г., которая завершилась выпуском технических условий на изготовление и поставку упругодемпфирующих элементов для кораблестроения.

6. Во исполнение совместного решения департамента судостроения и в/ч 31270 №10/51-21 от 19.05.92г. на ФГУП ПО "Севмашпредприятие" введен в действие производственный участок по изготовлению упругодемпфирующих элементов для предприятий судостроения (Акт приемки №318 от 28.06.96г.).

7. На базе УДЭ разработаны цельнометаллические средства борьбы с шумом и вибрацией, повышающие надежность, пожарную безопасность и живучесть судов с АЭУ (амортизаторы, опоры трубопроводов, опорные перегородки для трубок теплообменных аппаратов, дистанционирующие решетки тепловыделяющих элементов атомных реакторов, герметичные УДЭ для гасителей пульсаций, акустический клапан, упругая опора вала и др.).

8. Упругодемпфирующие элементы включены ЦКБ МТ "Рубин" (г.Санкт-Петербург), СПМБМ "Малахит" (г.Санкт-Петербург), ОКБМ (г.Нижний Новгород) в техническую документацию по своим проектам.

9. Устройства для выравнивания потока жидкости используются на всех проектах судов III поколения и включены в документацию IV поколения.

10. Выпущены учебные пособия для студентов и аспирантов Севмашвтуза — филиала Санкт-Петербургского государственного морского технического университета "Курс лекций по прикладной акустике", "Основы вычислительного эксперимента".

Использование результатов данной работы предприятиями судостроения и других отраслей промышленности повышает скрытность плавания судов, снижает вероятность возникновения аварий, уменьшает возможность возгорания и пожаров, как в процессе постройки судов, так и в процессе их эксплуатации, позволяет отказаться от использования для защиты от огня и возгорания экологически опасного материала - асбеста.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Амортизатор /Горин СВ., Пшеницын А.А. Патент РФ №2062916, Б.И. 1996,№18.

2. Антивибрационная подвеска высокотемпературного трубопровода. /Горин СВ., Пшеницын А.А. А.с.№ 1273664, Б.И. 1986, №44.

3. Ашуров А.Е., Горин СВ., Пшеницын А.А., Чупрына СВ. Об одном способе повышения ресурса судовых дейдвудных подшипников. Судостроение, 1997, №2 с.32-33.

4. Горин СВ. Вибрационная прочность элементов конструкций трубчатых теплообменных аппаратов. - Тезисы докладов Всесоюзной

НТК "Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения" Киев, 7-8 декабря 1988 г., с. 14.

5. Горин СВ. Виброакустическая настройка трубопроводных систем энергетических установок. - Тезисы докладов. Международной НТК по борьбе с шумом и вибрацией " NOISE - 93 ", Санкт-Петербург, 31 мая-3 июня 1993 г., том 1, с.177.

6. Горин СВ. Использование упругодемпфирующих втулок для снижения вибрационного износа ТВЭЛ атомных энергетических реакторов. - Вестник машиностроения, 1993, №7, с.3-5.

7. Горин СВ. Об одном способе повышения запаса усталостной прочности трубок теплообменных аппаратов. - Проблемы машиностроения и надежности машин, 1994, № 1, с.48-51.

8. Горин СВ. Распространение звука в многослойных гофрированных цилиндрических оболочках. - Судостроительная промышленность. Сер. Судовые энергетические установки, 1991, вып.7, с.21-25.

9. Горин СВ. Курс лекций по прикладной акустике. Учебное пособие Севмашвтуза, Северодвинск, 1998.- 94 с.

10. Горин СВ. К вопросу о повышении надежности трубчатых теплообменных аппаратов. -Машиностроение, 1989, №1, с. 18-21.

11. Горин СВ. Технология изготовления и особенности работы новой конструкции опорной перегородки для трубок теплообменных аппаратов.- Технология судостроения, 1988, №4, с.29-31.

12. Горин СВ., Ким Я.А., Лесняк А.Н., Селезский А.И. О способе экспериментального определения параметров передачи колебаний по жидкостному тракту элементов гидравлических систем. -Акустический журнал, 1986, т. XXXII, вып. 4, с.529-533.

13. Горин СВ., Лесняк А.Н. # Акустический клапан. -Архангельск, ЦНТИ, 1986, №101-86.

14. Горин СВ., Лесняк А.Н. Распространение звука в волноводе, содержащем импедансные включения. -Акустический журнал, 1987, тЗ, . XXXIII, вып. 5, с. 856-862.

15. Горин СВ., Лесняк А.Н. Расчетно-экспериментальный метод определения сжимаемости жидкости. -М., ВИМИ, 1986, №86—2474.

16. Горин СВ., Лесняк А.Н. Управление процессами распространения пульсаций давления рабочей среды в трубопроводных системах. -Вестник машиностроения, 1987, №1, с.23-25.

17. Горин СВ., Лесняк А.Н. Разработка методов и средств улучшения виброакустических характеристик системы рулевой гидравлики. - ЦНИИ "Румб", № Е-55617 14.11.86, 90с.

18. Горин СВ., Ким Я.А., Лесняк А.Н., Селезский А.И, Синев Л.А. Альбом акустических параметров передачи элементов корабельных гидравлических систем. Инв.№62164, Северодвинск, 1983.-846 с.

19. Горин СВ., Лесняк А.Н, Пустобаев А.Д, Селезский А.И. Расчет скорости распространения звука в резиновых армированных рукавах. - Вопросы кораблестроения. Серия "Корабельные энергетические установки", 1985 вып. 26, с.41-45.

20. Горин С.В, Лесняк А.Н, Пшеницын А.А, Чупрына СВ. Расчетно-экспериментальный метод определения в частотной области жесткостных и диссипативных характеристик упругодемпфирующих элементов. - Проблемы машиностроения и надежности машин, 1995, №6,с.104-107.

21. Горин С.В, Лесняк А.Н, Пшеницын А.А, Чупрына СВ. Исследование динамических ударных характеристик цельнометаллических эластичных креплений. - Проблемы машиностроения и надежности машин, 1993, №5,с.95-99.

22. Горин С. В, Лычаков А.И. Методы снижения виброактивности трубопроводных систем судовых энергетических установок. - Судостроение, 1987, №3, с. 17-19.

23. Горин С. В, Лычаков А. И. О точности метода интерполяции экспериментальных данных при определении жесткостных характеристик упругодемпфирующих элементов. - Труды ЛКИ, Вопросы акустики судна и мирового океана, Л, 1984, с.76-80.

24. Горин С.В, Лычаков А.И. Программа расчета на ЕС ЭВМ статической жесткости упругодемпфирующих элементов. Архангельск, ЦНТИ, 1983, №29-83.

25. Горин С. В, Лычаков А.И, Панкин А. К. Влияние конструктивных и технологических факторов на работу трубопроводных систем энергетических установок. - Судостроительная промышленность. Сер. Корабельные энергетические установки, 1989, вып.4, с.73-78.

26. Горин СВ., Лычаков А.И., Пшеницын А.А. Упругодемпфирующие элементы из прессованной проволоки для судового оборудования. - Судостроение, 1997, №4. с.45-47.

27. Горин СВ., Лычаков А.И., Пшеницын А.А. Снижение неравномерности потока жидкости как метод улучшения виброакустических характеристик лопастных машин. - Вестник машиностроения, 1989, №10. с.23-25.

28. Горин СВ., Пшеницын А.А. Исследование динамических характеристик трубок теплообменных аппаратов. - Изв. АН СССР Энергетика и транспорт, 1989, №5, с. 132-136.

29. Горин СВ., Пшеницын А.А. Об одном способе снижения вибрации пространственных трубопроводов. - Судостроение, 1994, №10,с.24-26.

30. Горин СВ., Пшеницын А.А. Опоры для высокотемпературных трубопроводов. - Судостроение, 1988, №4, с.19-21.

31. Горин СВ., Пшеницын А.А. Улучшение виброакустических характеристик трубчатых теплообменных аппаратов. - Судостроение, 1993,№7,с.21-23.

32. Горин СВ., Пшеницын А. А., Чупрына СВ. Цельнометаллические средства борьбы с вибрациями. Их характеристики, конструктивные особенности, области применения. -Доклады IX Всесоюзной акустической конференции. - М., 1991, с.4.

33. Горин СВ., Тушина О.Н., Чупрына СВ. Исследование динамических параметров колебаний высокотемпературных трубопроводов и разработка средств снижения их вибрации. -Судостроительная промышленность. Серия Акустика, 1990, вып.8, с 5558.

34. Лычаков А.И., Горин СВ. Использование цельнометаллических упругодемпфирующих элементов в трубопроводах энергетических установок. - Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1985, №12, с.31-35.

35. Лычаков А.И., Горин СВ. Расчет акустической эффективности установки упругодемпфирующих элементов в гофры сильфона. - Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1985, №4, с.51-54.

36. Лычаков А. И., Горин СВ. Экспериментальное исследование снижения шума и вибрации, генерируемых сильфонами. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1985, №6, с.53-55.

37. Лычаков А.И., Горин СВ. Стенд для исследования динамики трубопроводов гидравлических систем. Архангельск, ЦНТИ, №290-83.

38. Лычаков А. И., Горин СВ. Повышение надежности и долговечности сильфонных компенсаторов. - Технология судостроения, 1990, №1, с 35-37.

39. Лычаков А. И., Горин СВ., Иванов Л.Ю. Влияние характеристик трубопровода на эффективность ответвленного резонатора. - Изв. ВУЗов, Машиностроение,!988, №11, с.42-46.

40. Лычаков А. И., Горин СВ., Матвиенко СИ. Применение сплайн-интерполяции для получения графической картины течения в трубопроводах. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1989, №12, с.72-76.

41. Лычаков А. И., Горин СВ., Матвиенко СИ. Экспериментальное исследование средств снижения гидродинамического шума на лопастной частоте циркуляционного насоса. Докл. III Всеросс. гонф. "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности". С-Петербург, 16-18 июня 1988 г., с.255.

42. Опора для высокотемпературного трубопровода /Горин СВ., Пшеницын А.А. А.с. 1295080, Б.И. 1987, №9.

43. Опорная перегородка для труб теплообменного аппарата / Горин СВ., Лычаков А.И. А.с. 1201661. - Б.И. 1985, №48.

44. Опорная перегородка для трубок теплообменного аппарата / Горин СВ. А.с. 1460583 Б.И. 1989, №7.

45. Селезский А.И., Лесняк А.И., Горин СВ. Виброизоляция с металлоткаными элементами на судах. - Судостроение за рубежом, 1985, с.44-51.

46. Способ измерения параметров распространения акустических колебаний в гидравлических системах. /Ким Я.А., Селезсжий А.И., Лесняк А.Н., Горин СВ. А.с. 1188642, Б.И. 1985, №40.

47. Упругая опора вала /Ашуров А.Е., Горин СВ. Патент РФ №2062916.-Б.И. 1996, №18.

48. Упругодемпфирующий элемент /Горин СВ., Иванов Л.Ю., Лычаков А.И. А.с. №1698559. - Б.И. 1989, №46.

49. Упругодемпфирующий элемент /г^р^ч ' A.c. №699276. - Б.И.1979, №43. ¿ffio"ска"

09 SS»

50. Упругодемпфирующий элемент / Горин СВ., Губанов К.Н., Пшеницын А.А. А.с.№1770634.-Б.И. 1992, №39.

51. Устройство для выравнивания потока / Горин СВ., Лычаков А.И, Пшеницын А.А. А.с.№1399536.-Б.И. 1988, №20.

52. Устройство для выравнивания потока жидкости в трубопроводе / Горин СВ., Пшеницын А.А. А.с.№ 1749562. - Б.И. 1993, №27.

53. Устройство для гашения вибрации трубопровода /Горин СВ., Пшеницын А.А. А.с.№1208372.-Б.И. 1986, №4.

54. Устройство для гашения пульсаций давления /Ким Я.А., Лесняк А.Н., Селезский А.И., Горин СВ. А.с. №1190138. -Б.И. 1985, №41.

55. Устройство для гашения пульсаций давления в жидкости. / Горин СВ., Пшеницын А.А. Патент РФ №2049953. - Б.И. 1995, №34.

* -5 59 9

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Актуальные с точки зрения виброакустики проблемы стоящие перед судостроением.

1.2 Анализ виброакустических характеристик паропроизводящих и паротурбинных установок.

1.3 Возбуждение колебаний потоком рабочих сред и определение возможности их снижения.

1.4 Неравномерность потока как причина шума и вибрации лопастных машин.

1.5 Влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на виброакустические характеристики и надежность дейдвудных подшипников.

1.6 0 недостатках резинометаллических амортизаторов.

1.7 Методы исследований физических величин необходимых для определения виброакустических характеристик.

1.8 Выводы по разделу.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА УПРУГОДЕМПФИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА

И ОЦЕНКА ЕГО СВОЙСТВ КАК КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА.

2.1 Резиновые и металлические упруго демпфирующие элементы.

2.2 Пористый упру го демпфирующий материал MP (металлорезина), его особенности и области применения.

2.3 Особенности технологии изготовления упругодемпфирующих элементов из прессованной проволоки.

2.4 Основные физико-механические свойства упругодемпфирующего материала из прессованной проволоки.

2.5 Основные свойства материала MP как конструкционного материала.

2.6 Критерий качества изготовления упругодемпфирующих элементов из прессованной проволоки.

2.7 Марки проволоки используемые для изготовления упругодемпфирующих элементов.

2.8 Результаты исследований характеристик упругодемпфирующих элементов.

2.9 Выводы по разделу.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВ.

3.1 Влияние эксплуатационных и технологических факторов на виброакустические характеристики энергетических установок.

3.1.1 Колебания трубок трубчатых теплообменных аппаратов.

3.1.2 Колебания трубопроводных систем.

3.2 Пути и методы снижения виброактивности элементов судов.

3.3 Улучшение эксплуатационных качеств и виброакустических характеристик дейдвудных подшипников.

3.4 Выводы по разделу.

4. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ, СРЕД И СИСТЕМ.

4.1 Определение статической жесткости.

4.2 Определение динамической вибрационной жесткости.

4.3 Определение диссипативных свойств.

4.4 Определение динамической ударной жесткости.

4.5 Определение акустических параметров передачи колебаний.

4.6 Определения модуля объемной упругости жидкости.

4.7 Расчет колебаний трубопроводов содержащих упругие опоры.

4.8 Определение параметров неравномерности потока поступающего на лопастные машины.

4.9 Оценка погрешностей определения исследуемых характеристик.

4.10 Нормирование и контроль погрешностей измерений при испытаниях.

4.11 Выводы по разделу.

5.РАЗРАБОТКА НА БАЗЕ ПРОВЕДЕННЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НОВЫХ СРЕДСТВ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ И МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА.

5.1 Цельнометаллические амортизаторы и демпферы.

5.2 Опорные перегородки трубчатых теплообменных аппаратов.

5.3 Дистанционирующие решетки тепловыделяющих элементов атомных энергетических реакторов.

5.4 Опоры трубопроводов.

5.5 Герметичные упругодемпфирующие элементы.

5.6 Акустический клапан.

5.7 Глушитель воздушного шума.

5.8 Устройства для снижения неравномерности потока.

5.9 Упругая опора вала.

5.10 Выводы по разделу.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Отечественный и зарубежный опыт создания новых образцов морской техники свидетельствует о том, что абсолютно безопасной техники не бывает, а ее эксплуатация, всегда связана с вероятностью возникновения аварийных ситуаций, во многих случаях обусловленных вибрацией и шумом. В этом отношении суда являются наиболее сложными, потенциально опасными и уязвимыми объектами. Вибрация и шум не только снижают надежность систем и механизмов, но способствует утомляемости и ошибочным действиям особенно в аварийных ситуациях. Полностью исключить вредное воздействие вибрации на человека и технику невозможно, но разработать комплекс методов и средств для защиты от вибрации и шума, как людей, так и машин обязанность физиков-акустиков, инженеров и конструкторов.

За последние два десятилетия XX века, благодаря работам отечественных ученых Авринского А.В., Алямовского М.И., Белова В.Д., Будрина С.В., Вишневского B.C., Голованова В.И., Евсеева В.Н., Канаева Б.А., Кима Я.А., Клюкина И.И., Лапина А.Д. Маслова B.JL, Легуши Ф.Ф., Мышинского Э.Л., Петрова Ю.И., Попкова В.И., Тарханова Г.В., Яковлева В.Е. и других удалось существенно улучшить виброакустические характеристики судов. Необходимость дальнейшего снижения вибрации и шума, особенно судов с атомными энергетическими установками поставила на повестку дня создание средств, способных работать в условиях ионизирующего излучения и при высоких температурах, уметь определять их характеристики и рассчитывать эффективность их работы.

Данная работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию путей снижения вибрации и шума наиболее ответственных систем и элементов, совершенствованию лабораторной базы по проведению виброакустических испытаний, разработке, исследованию и внедрению в производство упругодемпфирующих элементов из прессованной проволоки -металлического аналога резины, сочетающего в себе одновременно свойства металлов (прочность, коррозионную стойкость, способность работать в условиях ионизирующего излучения и при высоких температурах) и резины (хорошие упругие и диссипативные свойства), расчету и созданию на базе таких упругодемпфирующих элементов новых средств борьбы с шумом и вибрацией, внедрению их в производство.

Наиболее существенными результатами, которые выносятся на защиту, являются следующие: выявление, анализ и обоснование потенциально наиболее опасных источников вибрации и шума на судах; теоретические и экспериментальные исследования физических характеристик упругодемпфирующих элементов из прессованной проволоки (металлорезины) и средств улучшения виброакустических характеристик трубопроводов, систем и элементов судов; блок-схемы, конструкции испытательных стендов, методики проведения испытаний для определения виброакустических и других физических характеристик материалов и средств, используемых для снижения вибрации и шума; разработанные по результатам теоретических и экспериментальных исследований конструкции средств борьбы с шумом способных работать в условиях ионизирующего излучения и при высоких температурах; созданные на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований методики расчета виброакустических характеристик и эффективности снижения шума и вибрации разработанных средств и конструкций; создание производственного участка по изготовлению упругодемпфирующих элементов из прессованной проволоки для обеспечения потребностей предприятий судостроения;

Основные результаты работы доложены на Всесоюзной конференции "Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения" (Киев 1988), VII (Ленинград 1989г.) и IX (Москва 1991г.) всесоюзных акустических научно-технических конференциях, на международной конференции по борьбе с шумом и вибрацией "1Ч018Е-93"(Санкт-Петербург 1993г.), III всероссийской научно-технической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" (Санкт-Петербург 1998г.), международной конференции "Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экология, экономика, культура" (Архангельск 2000г.) а так же опубликованы в 37 научно-технических статьях (издания АН СССР, РАН, Всесоюзные, Российские и отраслевые журналы). Разработанные по данной работе конструкции защищены 16 авторскими свидетельствами СССР и 2 патентами Российской Федерации на изобретения.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Данная работа является комплексным исследованием, содержащим новую концепцию подхода к решению актуальных проблем, связанных с негативным воздействием колебаний как на элементы и системы энергетических установок, так и непосредственно на человека. Эта концепция основана на использовании в кораблестроительной и машиностроительных отраслях экологически чистых упругодемпфирующих элементов из прессованной проволоки - металлических аналогов резины.

2. Исследованы виброакустические характеристики трубопроводных систем и элементов судовых энергетических установок.

3. Определены наиболее значимые направления проведения мероприятий по улучшению виброакустических характеристик - атомные энергетические установки, другие системы и элементы судов.

4. На базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методы расчета физических характеристик, в том числе:

-частот и форм собственных колебаний трубок теплообменных аппаратов, тепловыделяющих элементов атомных реакторов и трубопроводов;

-упругих полей опор трубопроводов;

-импедансных характеристик акустического клапана и герметичных упругодемпфирующих элементов;

-характеристик цельнометаллического пневматического амортизатора;

-эффективности снижения колебаний давления рабочей среды в трубопроводах низкочастотными гасителями пульсаций давления;

-статической, динамической вибрационной и ударной жесткостей упругодемпфирующих элементов с нелинейной зависимостью между силой и деформацией по исходным данным, полученным экспериментальным путем;

-характеристик упругой опоры вала (дейдвудного подшипника);

-методика расчета в частотной области диссипативных характеристик упругодемпфирующих элементов;

-методика расчета сжимаемости жидких рабочих сред трубопроводов.

5. Разработаны, изготовлены и отлажены испытательные стенды для экспериментальных исследований виброакустических характеристик, определены параметры акустических четырехполюсников основных элементов судовых трубопроводных систем, проведены испытания опытных образцов упругодемпфирующих элементов, определены наиболее оптимальные марки материала проволоки, пористость, геометрические размеры, что позволило рекомендовать промышленности использовать их для решения актуальных задач в области виброакустики.

6. Полученные в результате инициативных исследований данные о физико-технических характеристиках проволочных упругодемпфирующих элементов и областях их возможного применения стали основанием для проведения научно-исследовательской опытно-конструкторской работы (НИОКР), предусмотренной п. 18 совместного решения министерства судостроительной промышленности и ВМФ №С-13/1472 от 09.08.89г., которая завершилась выпуском технических условий на изготовление и поставку упругодемпфирующих элементов для кораблестроения.

7. Во исполнение совместного решения департамента судостроения и в/ч 31270 №10/51-21 от 19.05.92г. на ПО "Севмашпредприятие" введен в действие производственный участок по изготовлению упругодемпфирующих элементов для предприятий ГРЦАС (Акт приемки №318 от 28.06.96г.).

8. На базе упругодемпфирующих элементов разработаны цельнометаллические средства борьбы с шумом и вибрацией, повышающие надежность, пожарную безопасность и живучесть судов с атомными энергетическими установками (амортизаторы, опоры трубопроводов, опорные перегородки для трубок теплообменных аппаратов, дистанционирующие решетки тепловыделяющих элементов атомных реакторов, герметичные упругодемпфирующие элементы для гасителей пульсаций давления, акустический клапан, упругая опора вала и др.).

9. Упругодемпфирующие элементы включены ЦКБ МТ "Рубин" (г.Санкт-Петербург), СПМБМ "Малахит" (г.Санкт-Петербург), ОКБМ (г.Нижний Новгород) в техническую документацию по своим проектам.

10. Устройства для выравнивания потока жидкости используются на вех проектах АЛЛ третьего поколения и включены в документацию четвертого поколения.

11. Выпущены учебные пособия для студентов и аспирантов Севмашвтуза - филиала Санкт-Петербургского государственного морского технического университета "Курс лекций по прикладной акустике", "Основы вычислительного эксперимента".

Использование результатов данной работы предприятиями судостроения и других отраслей промышленности повышает скрытность плавания подводных лодок, снижает вероятность возникновения аварий, уменьшает возможность возгорания и пожаров, как в процессе постройки судов, так и в процессе их эксплуатации, позволяет отказаться от использования для защиты от огня и возгорания экологически опасного материала - асбеста.

1. Авринский А.В. Суммирование отражений в волноводах. — СПбГМТУ, 1991.-90с.

2. Авринский А.В., Пименов И.К., Рыков С. А. Клиновые вибропоглотители. СПб., Пегас, 1991.

3. Акустико-аэродинамические исследования М.: Наука, 1975. -101 с.

4. Амортизатор /Горин С.В., Пшеницын А.А. Патент РФ №2062916, Б.И. 1996,№18.

5. Антивибрационная подвеска высокотемпературного трубопровода. /Горин С.В., Пшеницын А.А. А.с.№ 1273664, Б.И. 1986, №44.

6. Ашуров А.Е., Горин С.В., Пшеницын А.А., Чупрына С.В. Об одном способе повышения ресурса судовых дейдвудных подшипников. Судостроение, 1997, №2 с.32-33.

7. Белов С.В., Баланцев С.К., Никифоров Н.А., Изжеуров Е.А. Свойства резонансных звукопоглощающих конструкций на основе пористого материала MP. Изв. Вузов, Машиностроение, 1985, №5, с.60-63.

8. Беляковский Н.Г. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратуры на судах. Л.: Судостроение, 1965. - 523с.

9. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. — М.: Мир, 1971. —408 с.

10. Березин И.К. Течение вязкой жидкости на повороте трубопровода. — Нестационарные процессы в жидкостях и твердых телах. Свердловск, 1983, с.11-15.

11. Бетчелор Дж. Введение в динамику жидкости. — М., Мир. 1973. —758с.

12. Б левинс. Вибрационный износ труб теплообменника. — Теоретические основы инженерных расчетов, 1985. №1, с.65-73.

13. Блевинс, Бреслер. Акустические резонансы в трубных пучках теплообменников. Теоретические основы инженерных расчетов, 1988. №2,с.96-118.

14. Блохинцев Д.И Акустика неоднородной движущейся среды. -М. :Наука, 1981.-206 с.

15. Бобер Р.Дж. Гидроакустические измерения —М.: Мир,1974,-362 с.

16. Богомолов С.И., Журавлева A.M., Ингульцов С.В. Расчет вынужденных колебаний пространственных трубопроводных систем. — В сб.: Динамика и прочность машин. Харьков, 1979, вып.30, с. 113-119.

17. Болгов В.М., Плахов Д.Д., Яковлев В.Е. Акустические шумы и помехи на судах. Д.: Судостроение, 1984, -91с.

18. Болдуин, Симмонс. Вибрация предохранительных клапанов, возбуждаемая потоком. — Теоретические основы инженерных расчетов, 1986, №3, с.111-120.

19. Бузицкий В.Н. Цельнометаллические амортизаторы из материала MP. Вибрационная техника, 1967, т.2, с. 47-54.

20. Видякин Ю.А., Кондратьева Т.Ф., Петрова Ф.П., Платонов А.Г. Колебания и вибрации в поршневых компрессорах. Л.: Машиностроение, 1972, - 224 с.

21. Владиславлев А.П., Якубович В.А. Методы и приборы для измерения динамики трубопроводных систем. М.: Недра, 1981. - 270 с.

22. Воскобойников Ю.Е., Преображенский Н.Г., Сидельников А.И. Математическая обработка эксперимента в молекулярной газодинамике. -Новосибирск, 1984, 240 с.

23. Вуд. Исследование связанных колебаний конструкций с протекающей жидкостью под действием периодических возмущений. — Теоретические основы инженерных расчетов, 1968, №4, с. 106-115.

24. Герлах. Вихревое возбуждение колебаний металлических сильфонов. — Конструирование и технология машиностроения, 1972,№1, с.93-102.

25. Голованов В.И., Кучеров А.И. Об одном способе измерениямеханических сопротивлений амортизирующих конструкций. В сб. Управляемые механические системы, Иркутск, 1985, с.50-54.

26. Горин С.В. Вибрационная прочность элементов конструкций трубчатых теплообменных аппаратов. Тезисы докладов Всесоюзной НТК "Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения" Киев, 7-8 декабря 1988 г., с. 14.

27. Горин С.В. Виброакустическая настройка трубопроводных систем энергетических установок. Тезисы докладов. Международной НТК по борьбе с шумом и вибрацией " NOISE - 93 ", Санкт-Петербург, 31 мая - 3 июня 1993 г., том 1, с. 177.

28. Горин С.В. Использование упругодемпфирующих втулок для снижения вибрационного износа ТВЭЛ атомных энергетических реакторов. -Вестник машиностроения, 1993, №7, с.3-5.

29. Горин С.В. К вопросу о повышении надежности трубчатых теплообменных аппаратов. -Машиностроение, 1989, №1, с. 18-21.

30. Горин С.В. Об одном способе повышения запаса усталостной прочности трубок теплообменных аппаратов. Проблемы машиностроения и надежности машин, 1994, №1, с.48-51.

31. Горин С.В. Распространение звука в многослойных гофрированных цилиндрических оболочках. Судостроительная промышленность. Сер. Судовые энергетические установки, 1991, вып.7, с.21-25.

32. Горин С.В. Технология изготовления и особенности работы новой конструкции опорной перегородки для трубок теплообменных аппаратов. -Технология судостроения, 1988, №4, с.29-31.

33. Горин С.В. Курс лекций по прикладной акустике. Учебное пособие Севмашвтуза, Северодвинск, 1998.- 94 с.

34. Горин С.В., Ким Я.А., Лесняк А.Н., Селезский А.И. О способе экспериментального определения параметров передачи колебаний по жидкостному тракту элементов гидравлических систем. -АкустическийJжурнал, 1986, т. XXXII, вып. 4, с.529-533.

35. Горин С.В., Лесняк А.Н. Акустический клапан. — Архангельск, ЦНТИ, 1986, №101-86.

36. Горин С.В., Лесняк А.Н. Распространение звука в волноводе, содержащем импедансные включения. -Акустический журнал, 1987, тЗ, XXXIII, вып. 5, с. 856-862.

37. Горин С.В., Лесняк А.Н. Расчетно-экспериментальный метод определения сжимаемости жидкости. -М., ВИМИ, 1986, №86—2474.

38. Горин С.В., Лесняк А.Н. Управление процессами распространенияjпульсаций давления рабочей среды в трубопроводных системах. -Вестник машиностроения, 1987, №1, с.23-25.

39. Горин С.В., Лесняк А.Н. Разработка методов и средств улучшения виброакустических характеристик системы рулевой гидравлики. ЦНИИ "Румб", № Е-55617 14.11.86., 90с.

40. Горин С.В., Ким Я.А., Лесняк А.Н., Селезский А.И., Синев Л.А. Альбом акустических параметров передачи элементов корабельных гидравлических систем. Инв.№62164., Северодвинск, 1983. -846 с.

41. Горин С.В., Лесняк А.Н., Пустобаев А.Д., Селезский А.И. Расчетjскорости распространения звука в резиновых армированных рукавах. -Вопросы кораблестроения. Серия "Корабельные энергетические установки", 1985 вып. 26, с.41-45.

42. Горин С.В., Лесняк А.Н., Пшеницын А.А., Чупрына С.В. Исследование динамических ударных характеристик цельнометаллическихjэластичных креплений. Проблемы машиностроения и надежности машин, 1993, №5,с.95-99.

43. Горин С.В., Лычаков А.И. Методы снижения виброактивности трубопроводных систем судовых энергетических установок. Судостроение, 1987, №3, с.17-19.

44. Горин С.В., Лычаков А.И. О точности метода интерполяции экспериментальных данных при определении жесткостных характеристик упругодемпфирующих элементов. Труды ЛКИ, Вопросы акустики судна и мирового океана, Л., 1984, с.76-80.

45. Горин С.В., Лычаков А.И. Программа расчета на ЕС ЭВМ статической жесткости упругодемпфирующих элементов. Архангельск, ЦНТИ, 1983, №29-83.

46. Горин С.В., Лычаков А.И., Палкин А.К. Влияние конструктивных и технологических факторов на работу трубопроводных систем энергетических установок. Судостроительная промышленность. Сер. Корабельные энергетические установки, 1989, вып.4, с.73-78.

47. Горин С.В., Лычаков А.И., Пшеницын А.А. Упругодемпфирующие элементы из прессованной проволоки для судового оборудования. — Судостроение, 1997, №4. с.45-47.

48. Горин С.В., Лычаков А.И., Пшеницын А.А. Снижение неравномерности потока жидкости как метод улучшения виброакустических характеристик лопастных машин. Вестник машиностроения, 1989, №10. с.23-25.

49. Горин С.В., Пшеницын А.А. Об одном способе снижения вибрации пространственных трубопроводов. Судостроение, 1994, №10, с.24-26.

50. Горин С.В., Пшеницын А.А. Исследование динамических характеристик трубок теплообменных аппаратов. Изв. АН СССР Энергетика и транспорт, 1989, №5, с.132-136.

51. Горин С.В., Пшеницын А.А. Опоры для высокотемпературных трубопроводов. Судостроение, 1988, №4, с. 19-21.

52. Горин С.В., Пшеницын А.А. Улучшение виброакустических характеристик трубчатых теплообменных аппаратов. Судостроение, 1993, №7, с.21-23.

53. Горин С.В., Пшеницын А.А., Чупрына С.В. Цельнометаллические средства борьбы с вибрациями. Их характеристики, конструктивные особенности, области применения. Доклады IX всесоюзной акустической конференции. — М., 1991, с.4.

54. Горин С.В., Тушина О.Н., Чупрына С.В. Исследование динамических параметров колебаний высокотемпературных трубопроводов и разработка средств снижения их вибрации. Судостроительная промышленность. Серия Акустика, 1990, вып.8, с.55-58.

55. Джогова Е.В., Новожилов В.В. Расчет установившегося плоского течения в криволинейном канале. Доклады АН СССР, гидротехника, 1983, т.27, №4, с.819-823.

56. Ермилов В.Г. Теплообменные аппараты и конденсационные установки. Л.: Судостроение, 1974, - 223с.

57. Жукаускас А.А., Улинскас Р.В., Катинас В.И. Гидродинамика и вибрация обтекаемых пучков труб. Вильнюс, Мокслас, 1984. -312 с.

58. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.:Мир, 1975. -373 с.

59. Зинченко В.И. Пути и методы снижения шума регулирующих клапанов. Судостроение за рубежом, 1978, №2, с. 13-25.

60. Ингульцов С.В. Расчет собственных колебаний трубопроводных систем, содержащих протекающую жидкость. В кн.: Динамика и прочность машин. Харьков, 1980, вып.32, с.80-85.

61. Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука, 1973. - 495 с.

62. Исмаилов М.М., Вельская Э.А., Поляев В.М. Экспериментальное исследование теплопроводности металлической резины. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1985, №5, с.64-68.

63. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970. 104 с.

64. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л.: Судостроение, 1971, - 416 с.

65. Крагельский И.В., Добычин М.И., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. -526 с.

66. Лапин А.Д. Срособ создания звукоизоляции для звука низкой частоты, распространяющегося в волноводе. Акустический журнал, 1970, t.XVI, вып.2, с.281-285.

67. Лысенков П.М. Влияние масштабного фактора на контактные давления в опорах гребных валов. Судостроение, 1990, №12.

68. Лычаков А.И., Горин С.В. Использование цельнометаллических упругодемпфирующих элементов в трубопроводах энергетических установок. — Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1985, №12, с.31-35.

69. Лычаков А.И., Горин С.В. Стенд для исследования динамики трубопроводов гидравлических систем. Архангельск, ЦНТИ, №290-83.

70. Лычаков А.И., Горин С.В. Расчет акустической эффективности установки упругодемпфирующих элементов в гофры сильфона. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1985, №4, с.51-54.

71. Лычаков А.И., Горин С.В. Экспериментальное исследование снижения шума и вибрации, генерируемых сильфонами. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1985, №6, с.53-55.

72. Лычаков А. И., Горин С.В. Повышение надежности и долговечности сильфонных компенсаторов. Технология судостроения, 1990, №1, с 35-37.

73. Лычаков А. И., Горин С.В., Иванов Л.Ю. Влияние характеристик трубопровода на эффективность ответвленного резонатора. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1988, №11, с.42-46.

74. Лычаков А. И., Горин С.В., Матвиенко С.И. Применение сплайнинтерполяции для получения графической картины течения в трубопроводах. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1989, №12, с.12-1 в.

75. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на ФОРТРАНЕ. -М.: Мир, 1977,. -584 с.

76. Мышинский Э.Л., Седаков Л.П. Борьба с шумом на судах. -Судостроение, 1984, №2, с.23-26.

77. Нанайаккара, Перрейра. Распространение и затухание волн в трубопроводных системах. Конструирование и технология машиностроения, 1986, №4, с.45-55. *

78. Нашиф А., Джоунс Д., Хендерсон Дж. Демпфирование колебаний. -М.: Мир,1988. ^48с.

79. Опора для высокотемпературного трубопровода /Горин С.В., Пшеницын А.А. А.с. 1295080, Б.И. 1987, №9.

80. Опорная перегородка для труб теплообменного аппарата / Горин С.В., Лычаков А.И А.с. 1201661. Б.И. 1985, №48.

81. Опорная перегородка для трубок теплообменного аппарата / Горин С.В. А.с. 1460583 Б.И. 1989, №7.

82. Пирсол И. Кавитация. М.: Мир, 1975. - 93с.

83. Пономарев С.Д., Бидерман В.Л., Лихарев К.К., Макушин В.М. Расчеты на прочность в машиностроении. Том 2- М.:Машгиз,1960. 974с.

84. Попков В.И., Мышинский Э.Л., Попков О.И. Виброакустическая диагностика в судостроении. Л.: Судостроение, 1983. -254с.

85. Ракицкий Б.В., Чернов А.И., Осипова В.А. Связь неравномерности профиля скорости потока с уровнем гидродинамического шума в замкнутой циркуляционной системе. Труды ЛКИ, Методы преобразования энергии всудовых энергетических установках, 1982, с.74-80.

86. Рубин М.Б., Бабанин В.Ф., Сафонов А.У. Технологическое обеспечение долговечности судовых опор скольжения. JL: ЦНИИ "Румб", 1986.

87. Самарин А.А. Вибрации трубопроводов энергетических установок и методы их устранения. М.: Энергия 1979. - 287 с.

88. Селезский А.И., Лесняк А.И., Горин С.В. Виброизоляция с металлоткаными элементами на судах. Судостроение за рубежом, 1985, с.44-51.

89. Скучик Е. Основы акустики, т.1, т.2 М.: Мир, 1976. -520с.

90. Соков Е.В. Оценка влияния конструктивных факторов на долговечность бакаутовых дейдвудных подшипников атомного ледокола. -Судостроение, 1997, №1, с.47-50.

91. Старов А.Н. Экспериментальные исследования динамических характеристик опор трубопроводов ГТД. В кн.: Динамика систем несущих подвижную нагрузку. Харьков, 1980, вып. 2, с. 111-118.

92. Способ изготовления нетканого материала MP из металлической проволоки./Сойфер A.M., Бузицкий В.Н., Першин В.А. А.с.183174 Б.И. 1966, №13

93. Способ измерения параметров распространения акустических колебаний в гидравлических системах. /Ким Я.А., Селезский А.И., Лесняк А.Н., Горин С.В. А.с. 1188642, Б.И. 1985, №40.

94. Способ формирования противовибрационных прокладок. Патент Японии №58-39267, 1983 г.

95. Справочник по судовой акустике. Под ред. Клюкина И.И., Боголепова И.И. Л.: Судостроение, 1978. - 503 с.

96. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. — М.: Наука, 1975,575 с.

97. Уайли. Резонанс в напорных трубопроводах. — Теоретическиеосновы инженерных расчетов, 1965, №4, с. 120-127.

98. Уиттекер Э.Т., Ватсон Дж.Н. Курс современного анализа. Т.2.М.: Наука, 1962.-515с.

99. Упругая опора вала /Ашуров А.Е., Горин С.В. Патент РФ №2062916.-Б.И. 1996, №18.

100. Упругодемпфирующий элемент /Горин С.В., Иванов Л.Ю., Лычаков А.И. А.с. №1698559. Б.И. 1989, №46.

101. Упругодемпфирующий элемент /Горин С.В., Шитяков В.А. А.с. №699276. Б.И. 1979, №43.

102. Упругодемпфирующий элемент / Горин С.В., Губанов К.Н., Пшеницын А.А. А.с.№ 1770634. Б.И. 1992, №39.

103. Устройство для выравнивания потока / Горин С.В., Лычаков А.И., Пшеницын А.А. А.с.№ 1399536. Б.И. 1988, № 20.

104. Устройство для выравнивания потока жидкости в трубопроводе / Горин С.В., Пшеницын А.А. А.с.№1749562. Б.И. 1993, № 27.

105. Устройство для гашения вибрации трубопровода /Горин С.В., Пшеницын А.А. А.с.№1208372. Б.И. 1986, №4.

106. Устройство для гашения пульсаций давления /Ким Я.А., Лесняк А.Н., Селезский А.И., Синев Л.А., Горин С.В. А.с. №1190138. Б.И. 1985, №41.

107. Устройство для гашения пульсаций давления в жидкости/ Горин С.В., Пшеницын А.А. Патент РФ №2049953. Б.И. 1995, №34.

108. Фешбог, Стритер. Резонанс в системах топливоподачи ракет с ЖРД. Теоретические основы инженерных расчетов, 1965, №4, с.181-188.

109. Фокс Д.А. Гидравлический анализ неустановившегося течения в трубопроводах. М.: Энергоиздат,1981. - 247 с.

110. Фомин М.В. Рассеяние энергии в упругих элементах из спрессованной проволоки. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1976, с.15-18.

111. Форсайт Дж., Мальком М., Моулер К. Машинные методыматематических вычислений. — М.: Мир, 1980, 279 с.

112. Хаджиян, Масри, Сауд. Обзор методов нахождения оценок эквивалентного демпфирования по данным экспериментов. Теоретические основы инженерных расчетов, 1988, №1, с.163-175.

113. Хатфилд, Уиггерт, Отуэлл. Анализ гидроупругого взаимодействия в трубопроводах с помощью поэлементного синтеза. Теоретические основы инженерных расчетов, 1982, №3, с. 138-147.

114. Хинчин А .Я. Цепные дроби. М.: Наука, 1978. 112с.

115. Ча, Вамбганс, Енджейчик. Экспериментальное исследование ударного изнашивания труб теплообменника. Теоретические основы инженерных расчетов, 1988, №2, с.80-96.

116. Чернянский В.Н., Локтев В.И. Количественные оценки рассеяния энергии механических систем. Изв. ВУЗов, Машиностроение, 1976. №7,с.15-18

117. Шенк X. Теория инженерного эксперимента.-М.: Мир, 1972,-381с.

118. Шорин В.П. Устранение колебаний в авиационных трубопроводах. М.: Машиностроение, 1980. - 256.

119. Штукенбрук, Уиггерт, Отуэлл. Влияние деформации стенки трубы на распространение звуковой волны в жидкости внутри трубы. — Теоретические основы инженерных расчетов, 1985, №4, с.313-321.

120. Achten N., Leicyner К. Dampfung von Drukschwankungen in Hydrauliksystemen durch Hydrodampfer. "3R Int.", 1987, v.26, Nr.4, S.266-270.

121. Codrington J.B., Witherell R.G. The of impedance concepts and digital modelling techniques in the simulation of pipeline transients. "Proc. 2 nd. Int. Conf. Press. Surges, London, 1976, Granfield 1977, A2/15-A2/44.

122. Deleney M., Basley E. Acoustical properties of fibrous absorbent materials. Applied Acoustics, 1970, v.3, pp. 105-114.

123. Desalvo G., Swanson J. ANSYS Engineering Analisys System, User's

124. Manual, Swanson Analisys Systems, Inc., Houston, Penn., Aug. 1978.

125. Dittmar R. Schallentstellung und -ausbreitung in Rohrleitungen. -Maschinenbautechnik, 1987, v.36, Nr.5, S.210-215.

126. Ganita E. Untersuchungen uber die Schalleitung in wassergegullten Rohren. Akustische Zeitschrift, 1940, Bd.5, S87-104.

127. Goyder H. Calculation of a maximum permitted flow velocity to avoid vibration damage in heat exchangers. Vibr. Nucl. Plant. Proc. 3 rd Int. Conf., Keswick 11-14 May 1982, v.l, pp.120-130.

128. Gyu T.B. Attenuation of fluid noise in hydraulic machines by a new energy absorption technique. Thermofluids Conf., Hobart, 1976, pp.63-69.

129. Herzog W. Larmminderung durch Flussigkeitsschalldampfer an Hydroagregaten. Olhydraulik und Pneumatik, 1980, Nr.l, S.671-675.

130. Hoffmann D. Dampfung von Flussigkeitsschwinkungen in Hydraulikleitungen. Olhydraulik und Pneumatik, 1980, Nr.2, S. 102-105.

131. Keiskinen P.P. Hydroelastic piping vibration analysis by transfer matrices. Int. J. Press and Piping, 1981, No.9, pp.263-283.

132. Kimura N. A study on flurdelastic vibration of heat exchanger tube arrays. Mitsui Zosen Techn. Rev., 1984, No. 122, pp.33-42.

133. Kito Osami. Secondary swirling flow in a bend. -Bull/ Nagoya Inst/ Technol., 1981, vol.33, pp. 145-152.

134. Mantel J. Compensation of pressure and volume impulses in fluids by means of compensating cushions. Inter-Noise 83. Proc. Int. Conf. Noise Contr. Eng., Edinburgh, 13-15 July, 1983, Noise Contr. Int. Scene Vol. 1. Edinburgh, 1983, pp.391-394.

135. Mechel F.P. Die Berechnung runder Schalldampfer. Acustica, 1976,v.35, Nr.3, S. 179-189.

136. Nystrom J.B., Padmanabtan M. Swirl due to combined pipe bends. Int. Conf. Hydraulics Pump Stat., Manchester, 17-19 Sept., 1985, Granfield, 1985, pp.9-24.

137. Revue Technique d'Vibrachoc. Paris, 1974.

138. Scin Y.S., Wambsganss M.W. Flow-induced vibration in LMFBR steam generators: A state-of-art review. Nucl. Eng. And Des. 1977,v.40, No.2, pp.281-285.

139. Sweiger W. Berechnung dynamischer Rohrleitungbelastungen durch Fourier Transformation. Jahrestag Rerntechn '83' Tagungsber, Berlin, 1983, S.414-417.

140. Technique Daten und Eigenschaften von Ganzmetall Stoss und Schwingungsdampfern Stop - choc. - Schwingungstechnic GmbH and Co. KG.S.O.

141. To G.W. The acoustic simulation and analysis of complicated reciprocating compressor piping systems. Journal of Sound and Vibration, 1984, 96, No.2, pp. 175-205.

142. Wassner L. Berechnung der Turbulentnen Geschwindigkeitprofile einer voll ausgebrildenen Rorstromung. Zeitsrift fur Angewandte Matematik und Mechanic, 1984. Vol.64, Nr.6, S.251-255.

143. Wusthof P. Gerauschminderung durch geeignete Wahl von Verdrangerpumpen und deren Parameter. Olhydraulik und Pneumatik, 1976, Nr.7, S.457-465.

144. Wylie E.B., Zilke W. Schwingungen in Druckrohrleitungen. Anwendung der Impedanzmethode unter Beruksichtigung der Reibungseinflusses. Die Wasserwirtschaft, 1967, Nr.2, S.91-96.1. V*^*» s SH

145. Главный акустик объединения, заслуженный конструктор РФ1. Б. В. Борисовфедеральное государственное унитарное предприятие НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЕ ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО1. ОНЕГА»

146. Россия, 164509, Архангельская обл., г. Северодвинск, пр. Машиностроителей, 12 Тел./факс: (818-4) 52-45-39, тел 52-55-52, e-mail: niptb@onega.star.ru1. УТВЕРЖДАЮ

147. Генеральный директор '^ент /• ~ B.C. Никитин >аря 2004 года1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы ГОРИНА СЕРГЕЯ ВАСИЛЬЕВИЧА

148. Разработка комплекса мероприятий по улучшению виброакустическиххарактеристик судов на этапах постройки и испытаний», представленной на соискание ученой степени доктора технических наук

149. Прорабатываются варианты применения в качестве компенсаторов объема и температурных деформаций герметичных упругодемпфирующих элементов, акустического клапана и опор трубопроводов и методики их расчета.

150. Заместитель главного инженера по научной работе,к.т.н., доцент1. С.И. Матвиенко