舰船动力装置振动主动控制技术研究

振动主动控制技术是有效抑制低频振动,提高舰船隐蔽性和安全性、改善工作环境的有效手段.本文阐述了哈尔滨工程大学近年来针对舰船动力装置所进行的研究工作和取得的研究成果.主要内容包括舰船主机及其动力装置主动隔振技术研究;舰船辅机--海水泵主动隔振技术研究;动力装置主动吸振技术研究;舰船结构主动消振技术研究.     

考虑作动器输出约束的分散中间质量混合隔振系统建模分析

[目的]研究舰船主动隔振系统的能量波动特性。[方法]首先,建立一种浮筏混合隔振系统广义数理模型,包含有多向复合扰动振源、分布参数主/被动一体式隔振器、分散中间质量及弹性安装基础,并从声振能传递与控制角度揭示系统的耦合振动机理。然后,结合工程中隔振系统的应用,设置等中间质量的浮筏隔振系统作为参照组,研究隔振器内共振、中间结构波动效应、中间质量与机器质量比以及不同作动器布置方案对系统能量传递的影响。[结果]分析结果表明:相比于传统的浮筏隔振系统,尤其是在中、高频共振区,分散中间质量隔振系统对于振动能量的隔离效果有明显的提高;对作动器施加约束降低了未施加约束时的理论预测误差。[结论]此类混合隔振系统在整个频段内具有良好的隔振效果,隔离性能超过传统隔振系统15 dB以上,且考虑作动器输出约束后更符合工程实际。     

舰船分散中间质量隔振系统振动特性建模

为探究中高频扰动下舰船隔振系统多维隔振的能量波动特性,考虑隔振器的分布参数特性和基础柔性,基于该动力耦合系统中子系统结构的导纳矩阵,推导系统能流传递函数,建立了复杂激励下分散中间质量隔振系统的分布参数解析模型。联系当前舰船隔振系统的应用,设置等中间质量的浮筏隔振系统作为参照组,研究了中间结构的波动效应、隔振器驻波及中间质量与机器质量比对系统振动能量传递的影响机理。分析表明,分散中间质量避免了中间结构的波动效应,降低了子系统间发生动力耦合的可能性;分散中间质量隔振系统可以明显降低目标频段隔振器驻波发生的几率,改善了高频隔振效果;在兼顾舰船设计空间和重量的要求下,适当增大分散中间质量可以拓宽该系统的有效隔振区间。     

舰船隔振系统的数学建模与分析

随着现代舰船事业的发展与进步,海上航行安全稳定的重要性逐渐突显出来。特别是舰船隔振系统,其气囊隔震器的承载性较强且固有频率不高,具有较高的驻波频率,所以在舰船振动控制中得到广泛应用。根据既有研究结果显示,充气压力会直接影响气囊刚度,伴随充气压力的不断提高,气囊的刚度也会随之增大,非线性特性明显。在舰船隔振系统研究领域,为确保舰船隔振效果,需合理地构建数学模型,并通过必要的验证,确定舰船隔振系统的有效性,为舰船海上航行提供必要保障。为此,有必要重点研究并分析舰船隔振系统数学模型的构建。     

舰船隔振系统参数分析的数学模型研究

为了有效提高舰船隔振系统参数匹配度分析的准确性,设计一种舰船隔振系统参数匹配度分析模型。通过船舶当前隔振系统的数据嗅探分析程序,提取监听数据信息并通过变频处理,保证数据信息的完整性,设其为无阻尼结构建立振动方程,计算舰船隔振系统结构振动固有频率的灵敏度,依靠通量公式和约束条件建立匹配度目标函数,根据匹配度分析公式,实现当船船舶隔振系统匹配度分析,完成模型的建立。仿真环境下实验数据表明,应用该分析模型获取的匹配度结果,纵向振幅匹配度分析准确率提高了32%,横向振幅匹配度分析准确率提高了27%,可以有效提高舰船隔振系统参数匹配度分析的准确性。     

舰艇浮筏隔振系统的发展与趋势

舰船振动噪声水平直接关系到其隐身性能,会严重影响舰船的战斗力和生命力。隔振浮筏以其优良的隔振性能和紧凑的结构被广泛应用于舰艇的动力设备中。文章介绍了浮筏隔振系统的发展概况以及浮筏隔振技术的发展现状,论述了隔振浮筏结构的发展现状,最后提出了当前浮筏隔振系统存在的一些问题并探讨了其未来的发展趋势。     

混沌隔振技术在船舶减振降噪中的应用

军舰在海上作战过程中,其隐蔽性非常重要,而船舶的噪声性能直接决定了其隐蔽性。本文针对舰船运行过程中的线状谱噪声问题进行系统研究。结合混沌控制理论和非线性振动技术,设计舰船的隔振系统,并对该隔振系统建立函数模型。试验表明,基于混沌隔振技术的舰船降噪取得了良好的效果。     

多自由度刚体隔振系统冲击响应计算方法

现代舰船设计要求对机械设备隔振系统进行冲击校核。目前,我国舰船设备隔振系统的冲击响应计算主要采用GJB 1060.1-91《舰船环境条件要求——机械环境》中的方法。但该标准给出的多自由度系统动力学模型针对的是多质量且每个质量具有单自由度的系统,而一般隔振系统多为单质量、六自由度系统,因此该模型并不适用于多数实际的隔振系统。以该标准为基础,应用DDAM方法中的三维主模态理论,建立一种单质量、六自由度隔振系统的冲击响应计算模型,可反映出隔振系统的六阶振动模态在冲击响应中的参与程度,从而更准确地描述实际冲击过程。数值算例分析结果表明,与国家军用标准模型相比,采用该模型计算出的机械设备冲击位移响应更小。     

舰船上层建筑的隔振及抗冲击特性分析

舰船上层建筑由于有众多的仪器设备,因而其隔振与抗冲击性能受到重视.采用基于有限元的数值模拟方法,对某舰船上层建筑进行了隔振与抗冲击设计以及动力学特性分析.为了揭示舰船上层建筑的振动与冲击响应规律,模拟分析了上层建筑的隔振形式以及隔振参数对来自机舱振动传递的影响,探讨了水下非接触爆炸载荷,包括爆炸冲击波以及爆炸产生的二次脉动对舰船上层建筑的影响,为舰船的隔振与抗冲击设计提供了参考.     

舰船浮筏隔振技术综述

着重对舰船机械噪声控制技术中的浮筏隔振技术加以讨论,对浮筏隔振技术的方法、发展现状以及面临的问题作了详细的阐述,并对某些问题提出了一些新的想法.