基于MR阻尼器的单自由度系统减振特性分析

在不同频率和振幅的正弦激励下,研究了基于磁流变阻尼器的单自由度弹簧阻尼系统的振动特性,分析了磁流变阻尼器的减振控制效果.主要通过建立磁流变阻尼器的振动实验模型,并在不同激励工况下测试了系统的振动特性.研究结果表明:系统在低频区30Hz内随着激励振幅和频率的提高减振效果越好,且激励频率对减振效果的影响更明显.当激励频率与系统一阶固有频率接近时,系统也具有良好的减振效果.     

考虑温度效应的磁流变阻尼器的Bouc-Wen模型

由于能量耗散生热、环境温度以及通电线圈产生的热能会使磁流变阻尼器在很大的温度范围内工作,温度对磁流变阻尼器输出阻尼力有很大影响,因此有必要实验研究温度对磁流变阻尼器输出特性的影响和建立能在较大温度范围预测磁流变阻尼器阻尼力的数学模型。本文从Bouc-Wen模型出发,通过温度实验数据,建立了能在较大电流范围和温度范围内使用的数学模型,并用1stOpt软件的通用全局优化算法识别模型参数,验证表明该模型能很好地体现磁流变阻尼器不同温度时的阻尼特性。     

基于有限元的磁流变弹性体设备磁致特性分析

应用有限元方法得到在不同颗粒体积比浓度条件下,磁流变弹性体在成链方向的相对磁导率和磁致剪切模量随磁场强度变化曲线。设计了一个简单的磁流变弹性体阻尼器模型,并在此基础上应用上述计算所得曲线,对该阻尼在电流和线圈匝数变化时,计算出阻尼器模型的磁致剪切模量随外加电流和线圈匝数的变化曲线。计算结果表明,磁流变弹性体阻尼器模型的磁致剪切模量随外加电流的增大而增大,随线圈匝数的增加而增加,但当电流和线圈匝数达到一定值之后阻尼器模型的磁致剪切模量趋于稳定。分析了电流和线圈匝数对阻尼器性能的影响,使阻尼器在设计阶段对其性能进行评估得以实现。     

利用DDAM方法分析舰用增压锅炉抗冲击特性

舰用设备的抗冲击能力关系到舰船生命力,是舰船抗冲击研究的重点.文中对动态设计分析方法(DDAM)进行详细介绍,采用DDAM对某舰用增压锅炉进行抗冲击分析,计及增压锅炉不同工作状态下内压变化对冲击响应的影响,计算结果得到了增压锅炉的抗冲击特性,表明工作状态使设备抗冲击能力降低,但DDAM分析工作应力对冲击响应的影响比较保守.本文旨在对舰用设备抗冲击分析设计提供参考.     

磁性颗粒沉淀对磁流变阻尼器动力性能影响研究

磁性颗粒沉淀影响了磁流变阻尼器的动力性能及稳定性.在颗粒沉淀机理与阻尼器力学模型分析基础上,以MTS810测试系统的加载激励信号,对剪切阀式磁流变阻尼器进行阻尼力、耗能、时间响应、激振-阻尼力响应性的动力性能试验,比较了在不同励磁电流下,颗粒沉淀、半沉淀、均匀三种不同状态的力学影响.试验结果表明,颗粒沉淀对磁流变阻尼器工作稳定性、阻尼力响应性及减振效果产生较大影响,并为阻尼器结构参数优化及工程实际应用提供有效参考价值.     

基于MR阻尼器的船用隔离器系统试验研究

随着船舶技术的发展，现代船舶对船用隔离器系统提出了越来越高的要求，即船用隔离器系统应同时具备低频减振和高频抗冲击的能力，这是传统的船用减振器系统所无法做到的．为了解决此问题，本文提出了一种新的船用隔离器系统，该系统由钢丝绳弹簧和磁流变阻尼器相并联组成．文中对该船用隔离器系统的减振和抗冲击性能进行了模型试验研究。减振试验的激振力频率为1-15Hz，力幅为2．94．11．76kN；冲击试验的最大冲击输入加速度为20g，脉宽为10ms，减振试验和冲击试验均采用MTS液压加载系统来进行．试验结果表明，该船用隔离器系统具有较好的减振效果，使用了MR阻尼器后系统得共振峰值被明显的削弱；在冲击试验中，冲击响应的衰减速度随着MR阻尼器的阻尼增加而明显加快，但是MR阻尼器再冲击瞬间的出力特性明显与低频振动情况下不同，MR阻尼器的出力表现为受控制电流强度影响不大．     

基于模糊滑模控制的磁流变半主动最优抗冲击技术

为弥补被动隔振系统抗冲击设计中存在的不足,根据最优抗冲力理论,设计了磁流变阻尼器与隔振器并联的隔振抗冲系统,针对磁流变阻尼器非线性强、冲击时间短幅值大和滑膜控制存在抖振等特点,设计了模糊滑模抗冲击控制器并进行了模拟仿真。仿真结果表明,基于模糊滑模控制的磁流变半主动最优抗冲设计可以在保证设备安全的前提下,减小冲击加速度和系统位移,提高了被动隔振系统的抗冲击性能,具备较好的可控性和鲁棒性。     

热辐射影响下磁流变阻尼器温升建模及试验

为提高磁流变阻尼器在海洋工程复杂环境下动力学性能,研究太阳热辐射对磁流变阻尼器表面温升影响。分析阻尼器的温升原理,结合磁场有限元仿真建立磁流变阻尼器内部做功与外部热辐射混合作用的表面温升模型,采用四阶Runge-Kutta方法求解方程;搭建以电阻式热电偶测量表面温度的阻尼动力学试验平台,并对影响温升的主要参数进行相关性分析。研究表明,所建温升模型和方法可用于预测阻尼器表面热辐射影响下实际温升状态;当表面温度60℃-85℃时,阻尼力衰减达10%-12%,3000s时间太阳热辐射导致温度升幅2.7%。长时间热辐射将对阻尼器减振性能产生较大影响,增大阻尼器缸筒有效面积和相对空气流速可降低表面温升。     

基于ANSYS的舰船桅杆振动半主动神经网络控制仿真

舰船桅杆在风载、船舶横摇惯性载荷以及由螺旋桨引起的桅杆基础加速度激励等载荷作用下,其顶部雷达处会产生较大的转角振动,严重影响雷达追踪的分辨率.文中以磁流变液阻尼器(Magneto-Rheological Damper)为作动器,采用神经网络模拟该阻尼器的逆向动特性,并运用独立模态空间控制算法设计了半主动控制系统.研究了基于ANSYS平台的振动半主动控制实现方法,并最终在ANSYS中实现了基于磁流变阻尼器的舰船桅杆振动半主动控制.数值计算结果表明,文中设计的控制系统能有效地减小桅杆顶部雷达的转角振动,基于ANSYS实现结构振动控制仿真是可行的.     

船舶辅机浮筏半主动非线性隔振系统振动特性分析

磁流变阻尼器因其低耗能、响应迅速等特点而被广泛应用。文章采用一种改进的Bingham模型对船舶辅机浮筏隔振装置中的非线性磁流变阻尼力进行建模。该模型简单且含滞后特性,便于理论分析。对建立的船舶辅机浮筏隔振系统的非线性动力学模型,通过平均法求解船舶辅机浮筏半主动隔振系统的理论解,并运用Matlab对理论解进行数值仿真验证。以力传递率作为评价指标,分析了磁流变阻尼器各参数对隔振效果的影响规律。研究结果可为非线性船舶辅机浮筏隔振系统的设计提供理论依据,从而能更有效地控制船舶辅机的振动。     

Research on low-frequency mechanical characteristics of the MR dampers in ship isolators

A new isolator composed of a steel rope spring and a magneto-rheological （MR） damper was designed and a study on low-frequency mechanical characteristics of MR dampers in isolators was carried out. It used the characteristics of the MR damper, such as fast response, controllable damping, small energy consumption, wide dynamic scope, and great adaptation. The relationships between MR damping forces and influencing factors were analyzed based on experimental data. The results show that damping force is not only related to structural dimensions, but also closely related to controllable current and vibration frequency. Finally, the empirical formula for damping forces was corrected, and the relationship between correction coefficients and factors analyzed.     

基于磁流变阻尼器的舰船桅杆振动半主动模糊控制

舰船桅杆在恶劣海况环境下振动非常严重,特别是顶部雷达处有较大的转角振动,严重影响雷达追踪的分辨率.文章基于磁流变阻尼器(MR Damper),采用双输入单输出模糊控制算法实现桅杆振动半主动控制.针对磁流变阻尼器滞回模型具有高度非线性的特性,借助神经网络技术,建立其逆向动特性数学模型,从而达到实现半主动控制的目的.基于ANSYS平台采用APDL命令流仿真实现了桅杆结构振动的模糊半主动控制,仿真结果表明模糊控制能有效地减少桅杆顶部雷达的转角振动.     

磁流变阻尼器双曲正切模型参数辨识方法

只有实验数据条件下,如何高效精确地识别磁流变阻尼器动力学模型参数,是一个亟待解决的问题。针对该问题,本文从双曲正切模型出发,在磁流变阻尼器力学特性实验的基础上,提出遗传算法与非线性最小二乘算法结合的方法进行参数识别,并利用simulink工具箱进行数值仿真验证。结果表明：遗传算法与最小二乘算法结合的方法识别精度高,速度快,拟合的结果和辨识的模型均能满足要求。     

基于极点配置的海洋平台粘弹性阻尼振动控制

对随机波浪激励的多自由度海洋平台模型进行动力分析,研究基于粘弹性阻尼器的海洋平台振动控制及阻尼器的位置优化,提出使用极点配置技术实现粘弹性阻尼器的优化定位;粘弹性阻尼器采用开尔文模型,将其对结构的作用看作是位移和速度的反馈控制.针对一海洋平台计算模型,在随机波浪载荷作用下进行平台振动响应分析及阻尼器的位置优化设计,结果表明采用极点配置技术设置粘弹性阻尼器,平台位移和加速度响应得到有效控制.     

舰船设备冲击隔离特性研究

随着冲击问题越来越多,冲击能量越来越大,冲击控制、冲击隔离问题也越来越引起人们的关注和重视。以某型舰用增压锅炉为计算研究对象,采用时域有限元分析方法．分别对增压锅炉有无隔振抗冲击装置时受到水下爆炸载荷冲击下的响应特性进行数值仿真研究。分析隔振装置对增压锅炉抗冲击性能的影响,旨在为舰船设备抗冲击性能设计及性能评估提供参考。     

船舶板壳结构的振动功率流分析

基于功率流采用有限元法研究了板、壳结构的振动功率流特性,分析结构阻尼、阻尼器、加强筋等参数对结构功率流的影响,给出了相应的功率流矢量图和功率流-频率曲线图.分析表明,结构阻尼的改变、阻尼器阻尼值的变化均没有改变系统的固有频率,但随着结构阻尼的增大或阻尼器阻尼值的减小,结构振动响应的峰值变小了;加强筋明显改变了功率流的大小和传播路径.     

活塞蓄能器式管路阻尼器的理论与试验研究(英文)

It can be beneficial to reduce vibrations in shipboard piping, so the authors designed a new kind of piping damper with a plunger-type accumulator. Special requirements for the piping damper included low impact displacement, low speed, as well as an appropriate locking speed. Inside the damper, a plunger-type accumulator was installed and on the outside of the piston rod, a tube with exposed corrugations was added. Between the piston and the cylinder, a clearance seal was added. Using mathematical modeling, the effects of the dynamic performance of the damper’s impact displacement on vibrations were observed. Changes to the clearance between the piston and the cylinder, the stiffness of the spring in the accumulator, the throttle valve size, and locking speed resistance of the damper were respectively simulated and studied. Based on the results of the simulation, dampers with optimal parameters were developed and tested with different accumulator spring stiffnesses and different throttles. The simulation and experimental results showed that parameters such as seal clearance between piston and cylinder, accumulator spring stiffness and throttle parameters have significant effects on the damper’s impact displacement, low speed resistance and locking speed.