起重机回转冲击载荷的磁流变抑制策略

针对起重机回转传动系统在紧急启制动时产生的惯性冲击易导致回转齿轮损伤失效问题,提出了一种抑制起重机回转冲击载荷的新策略。将回转传动系统减速器输出轴与回转小齿轮用磁流变弹性体联轴器联接,通过控制联轴器的扭转刚度和阻尼特性调节系统的传动特性,实现对回转传动系统振动冲击响应特性的调节。本文建立了回转传动系统磁流变振动控制的动力学方程,通过数值实验方法和分析法研究了联轴器扭矩传递特性、阻尼耗能缓冲特性、齿轮啮合力变化以及传递效率等系统特性,预测了系统在定常及随机载荷激励作用下的动态响应和冲击载荷的磁流变抑制效果。结果表明,磁流变弹性体联轴器不影响起重机回转传动系统的扭矩传递能力和传动效率,可以显著地降低系统对冲击载荷振动响应的峰值,改善回转传动系统的抗冲击性能,提高传动系统的可靠性。     

随机波浪和涡流联合作用下海洋立管多频参数激励振动响应

针对随机波浪和涡流联合作用下海洋立管多频参数激励振动响应,本文通过欧拉梁理论和Galerkin方法建立了立管运动控制方程;结合Pierson-Moskowitz波浪谱,利用线性波浪理论和随机相位谱法构造随机波浪力时域激励,并与真实海洋环境相匹配;建立了随机波浪和涡流激励联合作用下顶张力立管分析模型;通过两个验证模型,将本文提出的计算方法与已有数值计算方法及试验进行对比分析,对其有效性进行评估;对单频和多频激励下获得的动力响应、频谱响应和关键参数敏感性等进行比较分析及讨论。与已有的简谐激励方法相比,本文所提出方法可以更合理、准确地分析在实际海洋条件下立管的动力响应。     

脉动流致振动宽频双稳态俘能技术

本文设计一个水下流致振动双稳态俘能器,研究系统在不同波浪激励下的采集性能。首先,基于法拉第电磁感应定律,建立俘能器系统的机电耦合控制方程。利用谐波平衡法,推导波速远大于速度的小幅振动下的近似响应解析解,讨论了系统参数对输出电量的影响规律。通过和线性采集系统幅频曲线的对比,发现该俘能器具有宽频的优越采集性能。其次,计算系统在波速与速度不确定下的动力学响应,得到系统在不同频率下,具有周期、倍周期和混沌的复杂运动形式。最后,基于均方根方法,计算采集器系统在大幅激励时的统计特性。     

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.     

随机波浪下ROV缆索动力响应无因次分析

建立ROV作业系统垂向一维动力学模型,研究随机波浪激励下的动态响应。利用振动理论对方程无因次处理,得到阻尼比和频率比与响应关系的微分方程。采用双参数的PM波谱作为波浪函数,并对其无因次化。运用龙格库塔法对随机波浪和运动方程进行求解,得到缆索最大张力与各参数的关系,并分析缆索出现松弛的情况,并与谐波激励的响应作对比。结果表明,随机激励下,缆索的最大张力在频域出现多个峰值,在频率很大的范围内保持较大的张力,但峰值张力小于谐波激励的峰值。     

随机波浪下ROV缆索动力响应无因次分析

建立ROV作业系统垂向一维动力学模型,研究随机波浪激励下的动态响应.利用振动理论对方程无因次处理,得到阻尼比和频率比与响应关系的微分方程.采用双参数的PM波谱作为波浪函数,并对其无因次化.运用龙格库塔法对随机波浪和运动方程进行求解,得到缆索最大张力与各参数的关系,并分析缆索出现松弛的情况,并与谐波激励的响应作对比.结果表明,随机激励下,缆索的最大张力在频域出现多个峰值,在频率很大的范围内保持较大的张力,但峰值张力小于谐波激励的峰值.     

基于舰船振动信号激励下压电智能梁振动主动控制

为研究舰船结构振动主动控制有效方法,采用线性二次型独立模态空间控制法设计控制器,对舰船振动信号激励下压电智能梁的振动进行主动控制。基于Hamilton原理建立压电智能结构的有限元模型,并利用精细积分法计算前3阶模态的位移响应。编制了相应的计算机程序,对舰船振动信号激励下梁结构的振动进行主动控制数值仿真。由仿真结果可见,控制可以有效地实现,为舰船结构振动主动控制提供理论基础。     

港口起重机用钢丝绳的选型测试及分析

针对港口起重机对钢丝绳的使用需求,选取不同型号规格的钢丝绳在门座式起重机和轮胎式起重机上加以测试。通过对测试过程的跟踪、记录和数据分析,研究滑轮和卷筒对钢丝绳使用性能的影响,验证起重机用起升钢丝绳和变幅钢丝绳的常规使用寿命周期,探求钢丝绳和起重机之间的合理匹配使用方法。     

船用起重机箱梁结构轻量化仿生设计

对船用起重机箱梁结构进行优化设计,提高起重机箱梁结构的强度的同时,降低梁的重量,提出基于接触载荷塑形结构分解的船用起重机箱梁结构轻量化仿生设计模型,构建船用起重机箱梁结构的动力学方程,采用纵向定常运动分析建立船用起重机箱梁结构的控制参量模型,采用变形行为分析方法分析梁结构运动轨迹,构建仿生控制下的微观固体接触模型,实现起重机箱梁结构的轻量化设计。仿真结果表明,采用该方法进行船用起重机箱梁结构的轻量化仿生设计,能提高起重机箱梁结构的强度,梁结构的应力屈服响应能力提高。     

船用主柴油机共振故障诊断

某型船用主柴油机在运行过程发现其转速在800 r/min附近时振动较大。针对这一现象,采用振动数采器对其不同转速下的振动进行测量,对测量数据进行处理分析,结果显示振动响应的主要频率是该船主柴油机的发火频率,振动激励源是活塞连杆结构的侧推力。通过对柴油机进行敲击试验,得到横向某阶固有频率为52.8 Hz,与该柴油机在800 r/min时的整机发火频率53 Hz基本相同,进一步验证了振动分析结论。     

单频与多频激励下深海TTR立管参激特性分析

为深入研究深海TTR立管参激振动的本质特征,论文基于单自由度马修方程理论,利用摄动法研究了TTR立管在单频激励下的稳定性.基于复杂梁弯曲理论推导了希尔方程,分析对比了立管在单频和多频激励下的稳定性和各工况下的动态响应,以及极端海况下立管的振动特性,提出了一种引入额外阻尼来抑振的措施.得到了可以用来预报TTR参激稳定性的...     

气垫船垫升风机的振动试验研究及模态分析

垫升风机是气垫船的关键设备,是气垫船振动噪音的主要激励源之一。通过分析某气垫船左舷垫升风机的设计特点,选择关键位置开展振动响应频谱测量,分析不同测点位置、不同转速条件下测点的振动烈度响应。采用有限元方法分析单舷垫升风机的固有频率和振型,研究影响垫升风机振动的主要因素。在此基础上,提出降低垫升风机振动的措施,并基于试验评估实际降振效果,其可作为气垫船垫升风机设计的技术参考。     

主船体减振设计方法

本文旨在为控制主船体结构振动量级,避免结构损坏,保证船员和旅客的舒适性,论述了在方案设计阶段船体——主机——螺旋桨的最佳选配问题。其主要内容为: (1)主机激励引起主船体结构振动响应及其控制结构振动量级方法; (2)螺旋桨激励引起主船体结构振动响应及其控制结构振动量级方法; (3)主机和螺旋桨激励引起上层建筑振动及其控制方法。     

基于工程应用的加肋板结构的振动特性分析

采用谐波法和傅里叶变换相结合的方法分析了正交周期加肋板结构在谐振力激励下的振动响应特性。通过薄板与加强肋的边界连续条件,建立了水流体负载下的加肋板结构的振动位移方程。根据结构的周期特性、泊松公式及傅里叶变换等数学方法推导出频域内结构辐射声压及加强肋作用力关于周期加肋板结构振动位移的方程表达式,并将其位移表达为谐波量的迭加函数形式,最终通过数值截断方法求解振动位移的谐波分量值。本文分析了加强肋对结构振动响应的影响,并为加肋板结构的声振特性研究提供了一种半解析方法。     

水下方盒结构振动与声辐射相关性研究

针对水下结构振动与声辐射的耦合问题,重点研究了水下方盒结构在简谐激励作用下结构振动和声辐射间的相关性.在计算结构声振响应时,采用有限元结合边界元的算法,即在考虑流固耦合影响下采用有限元法计算结构的振动响应,在此基础上采用边界元法求解无限介质中的Helmhohz方程,从而求得结构的辐射声场.在结构振动和声辐射响应的基础上,计算了几个典型位置声辐射与激励点振动间的关联系数,讨论了它们的关联性.最后得出结论:除了激励源附近位置外,声辐射与结构振动间的关联性是很强的.     

运行模态分析技术在船舶结构振动中的应用

运行模态分析是一种仅基于环境激励下结构的响应来提取模态参数的方法．通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程中所受激励十分复杂,除受海浪等随机激励外,还受到来自螺旋桨、主机等确定的单频激励。因此航行中的船舶所受激励应假设为白噪声和确定频率的激励同时存在。讨论运行模态分析方法在船舶结构中应用的可行性;在白噪声激励假设下,提出使用自互谱密度法来进行结构模态参数识别,并用简支梁实验对上述方法进行验证。最后将该方法运用于对某船航行中桅杆的振动响应数据进行分析和讨论。     

考虑横向剪切变形下水中矩形板声振特性研究

基于Mindlin板振动理论,获得镶嵌在无限大障板中的矩形简支板的横向振动方程,并研究矩形板在空气和水中的振动和声辐射特性。根据哈密尔顿(Hamilton)原理建立结构系统总能量关系,利用结构质量矩阵和刚度矩阵建立简谐点激励下水中简支矩形板的声振耦合方程,采用模态叠加法表示结构振动响应、声辐射阻抗方程以及结构辐射声功率,分析了单一模态量和整体量的相互关系,讨论了自辐射模态和互辐射模态的变化规律,并比较了空气和水中矩形板结构声振特性。     

内河电力推进船功能区振动响应分析

船舶总是会因其动力源、推进器、波浪以及其他外部激励的作用而产生振动,甚至有害振动。文章通过有限元方法对某电力推进内河船不同功能区结构进行螺旋桨和主机激励作用下的振动响应计算,对比螺旋桨和主机激励作用下不同功能区的振动响应,并判断振动产生的速度及加速度幅值是否符合CCS相关规定的要求。结果表明,在螺旋桨激励作用下,不同功能区振动响应远大于主机激励作用下的振动响应,电力推进装置所产生激振力对电力推进船舶的振动几乎没有影响。由此,对电力推进系统助推的船舶振动计算分析及该类船的设计提供一定的参考。     

用路径积分法分析受随机激励的海洋结构物的慢漂极端响应

FPK方程(Fokker Planck Kolmogorov equation)在广义和狭义动力学中具有非常重要的应用,可以表征特定结构物体受到外界激励或者干扰时的响应,而基于路径的积分方法对于解FPK方程非常方便。本文主要针对应用于石油探测等工业领域的人造海洋结构物,结合路径积分法和相应的边界条件,分析其在某一随机激励下的慢漂极端响应。     

梁结构的振动响应研究

研究有限均匀欧拉梁结构的振动响应。梁结构包括单跨梁和具有中间支座支撑的多跨梁结构。采用波动分析法来分析梁结构的振动响应。梁的边界条件采用边界阻抗来定义,建立了求解标准边界条件下有限梁结构在简谐外力激励时响应的统一方程,为分析计算具有标准边界条件的梁结构振动响应奠定基础。