高低温环境下船舶管线金属超结构减振支架设计

来源：振动与冲击杂志2025年第13期北京时间：

作者：王蕊果，，杨德庆yangdq@sjtu,，刘西安

单位：1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240；2.上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院，海南 三亚572024；3.上海索辰信息科技股份有限公司，上海201204

摘要：LNG运输船及核动力破冰船中部分管路工作于超低温或高温环境，现有橡胶类、塑料类和液压类减振支架由于材料低温脆性、高温软化、高温老化和液压油冻结而难以发挥使用功能。本文基于超材料理论设计了一类适用于高低温环境的母材为耐低温H500钢的管线金属超结构减振支架解决此难题。该超结构减振支架含有特殊设计的星型胞元，通过反相力自动生成效应和带隙特性获得低频及宽频段减振性能。通过调整胞元的环向及径向序构数目来适配不同型号管路及其承载性能。采用有限元法计算了超材料胞元的能带结构，对比分析了不同管径超结构支架安装于板架时的承载与隔振性能，通过试验验证了数值计算结果的正确性。研究表明，针对三种管径的不同金属超结构支架在250Hz以下频段的总振级落差均保持在20dB以上。金属超结构减振支架能够在在保持承载性能的同时实现舰船管路的超低频宽频段振动抑制，为高低温极端环境下船舶减振设计提供参考。<br>

关键词：带隙特性；振动控制；管线支架；有限元分析