电磁式准零刚度隔振器设计与试验

针对承载质量变化时准零刚度隔振器的综合刚度会偏离设计匹配状态而导致振动放大的问题,利用电磁力稳定输出且便于调节的结构特性,提出一种基于正负刚度并联的电磁式准零刚度隔振器。对电磁负刚度、机械弹簧正刚度、柔性铰链和电涡流阻尼等模块进行结构设计,并对这4个模块的力学特性进行定性分析和有限元仿真,开展电磁式准零刚度隔振器的静态和动态性能试验。结果表明：电磁负刚度的引入使隔振器固有频率由3.00 Hz降为1.75 Hz,在船舶常见特征线谱的激励频率下,线圈电流2 A时能产生45 dB～52 dB的振动衰减效果,为超低频隔振的准零刚度装置原型设计拓展了思路。     

双层隔振系统隔振性能分析

[目的]研究准零刚度隔振器各系统参数对隔振性能的影响,可为其应用于隔振系统提供攻关方向。[方方法]以线性隔振、准零刚度隔振组成的双层隔振系统和两自由度等效线性隔振系统为对象,分别建立动力学模型;采用平均法推导谐波力激励条件下2个系统的功率流传递率,证明前者比后者有更好的隔振性能,并提出增强双层隔振系统隔振效果的方法。[结果]研究表明,双层隔振系统第2阶共振频率对应的功率流传递率最大值小于1,意味着其在第2阶共振频率附近范围内仍具有隔振效果,从而克服了两自由度线性隔振系统的缺点。[结论]双层隔振系统可通过适当减小阻尼比、质量比和刚度比来提高其隔振性能,且比等效线性隔振系统的低频隔振性能更好。     

准零刚度振动系统反馈控制动态特性及试验研究

本文分析了准零刚度系统的力学特性,针对正负刚度弹簧刚度系数相等和均不相等两种不同的配置,得出了相应的刚度曲线。建立了准零刚度振动系统反馈控制模型,推导了该系统的幅频特性解析式,得到了两种不同配置的幅频特性曲线,观察到了幅频曲线上存在低频段和高频段两个共振区。研究了反馈增益对系统幅频特性的影响,随着反馈增益的增加,第二共振峰值逐渐减小直至消失,而第一共振峰值变化不明显。设计了低频激振下准零刚度振动系统反馈控制试验方案,研究了延时和干扰对反馈控制效果的影响,设计了延时测试试验和滤波环节。在此基础上对反馈激振力进行相位超前补偿和滤波处理,得到了不同反馈控制增益下的试验曲线。试验结果表明,具有相位超前补偿和滤波处理的反馈控制能够有效地抑制振动。     

隔振器参数及高频驻波效应对浮筏隔振性能的影响

建立了船用浮筏的有限元模型,计算分析了隔振器刚度、阻尼对浮筏隔振性能的影响,定性分析了驻波效应对隔振效果的影响。结果表明:隔振器刚度的变化主要影响系统低频部分的隔振性能,对高频部分影响不大,增加隔振器刚度会降低浮筏的隔振性能;隔振器阻尼的增加不利于浮筏减振降噪,尤其在高频段;隔振器的高频驻波效应对浮筏的隔着效果造成严重影响,且频率越高影响越大。     

舰船多机组设备减振特性研究

根据船舶设计中提出的动力装置减振降噪的要求,以某船舶中经过不同方式隔振设计的多台辅机设备为研究对象,建立该舱室的有限元模型。通过数值计算分析不同隔振装置的减振性能。结果表明:用简化为弹簧和阻尼器的隔振器来模拟实际橡胶隔振器,隔振效果在高频段有一定差异,低频段影响不大。为了改进隔振效果,可以适当增大隔振体系安装平台的厚度及中间质量体的质量,并综合考虑对机组共同激励的影响。     

一种准零刚度采集器的宽频振动能回收特性分析

为了拓宽振动能量采集器的频率带宽,给出一个准零刚度振动能量采集器,研究了该采集器的收集性能.该采集器由两个倾斜的线性弹簧和一个竖直的线性弹簧组成,两个倾斜的弹簧具有snap-through型负刚度特性,竖直的弹簧为线性刚度.改变竖直弹簧的刚度,采集器在平衡位置具有准零刚度的特征.基于电磁感应现象,建立采集器的机电耦合控制方程,利用谐波平衡法,求解采集器的动力学响应.计算发现采集器的幅频响应曲线具有5个解的双跳跃现象,先向左弯曲的软特性,再向右弯曲的硬特性.通过和相应线性采集器比较,发现该采集器频率带宽可以增加3.56倍,比等效线性采集器增加2.87倍.讨论了采集器参数对频率带宽的影响,数值结果验证了近似解析方法的正确性,为振动能量采集器的设计提供了一个新方案,为振动能量采集技术的研究提供了理论支撑.     

水下拖缆隔振段隔振性能的试验研究

介绍了水下拖缆隔振段隔振性能的测试装置和试验方法;分析了测试系统中隔振段两端串联弹簧对隔振性能的影响,隔振段的固有特性,不同拉力与激振量情况下的隔振效果以及轴向与横向的隔振性能.这些试验数据和分析结果,为线列声纳阵水下拖缆隔振段的设计提供了技术依据.     

水下拖缆隔振段隔振性能的试验研究

介绍了水下拖缆隔振段隔振性能的测试装置和试验方法；分析了测试系统中隔振段两端串联弹簧对隔振性能的影响，隔振段的固有特性，不同拉力与激振量情况下的隔振效果以及轴向与横向的隔振性能。这些试验数据和分析结果，为线列声纳阵水下拖缆隔振段的设计提供了技术依据。     

船舶轮机振动噪声控制综述

该文阐述了我国船舶轮机振动噪声控制技术的新进展,包括双层隔振、减振浮筏装置、新型隔振隔冲元器件、管道隔振等隔振技术,以及隔声罩、阻尼、消声技术和隔声技术等在船舶轮机噪声控制中的应用。展望了中低速船用主机隔振、空气弹簧和低频隔振、主动控制技术以及先进的振动噪声控制设计计算软件等新技术在船舶轮机振动噪声控制中应用前景。     

柴油发电机组浮筏隔振装置性能分析

机舱内的柴油发电机组是船舶主要振动噪声源之一,为了控制柴油发电机组振动并同时降低其辐射噪声,对其采用浮筏隔振技术措施。通过有限元分析软件建立浮筏隔振系统力学模型,开展浮筏系统的模态分析,探讨主要参数对浮筏隔振装置隔振性能的影响,并对浮筏隔振装置的抗冲击性能进行校核计算,结果表明柴油发电机组浮筏隔振装置隔振及抗冲击性能良好。     

基于接触算法的气囊隔振特性分析及简化

为了对舰用气囊隔振器隔振特性进行评估,使用ABAQUS软件计算了不同安装方式的隔振器系统的前20阶固有频率,并在此基础上进行了频率响应分析,得出不同安装方式对隔振性能的影响。在总结精确有限元模型计算结果的基础上提出了囊式空气弹簧隔振器的简化有限元模型建立方法。分析计算的结果表明:通过有限元数值仿真计算能够全面地分析囊式空气弹簧隔振器的隔振特性。文中研究对于舰用囊式空气弹簧隔振器的隔振模型及设计有一定的参考价值。     

齿轮箱弹性隔振时的推进装置模态分析研究

随着推进主机隔振性能的提升,齿轮箱已成为影响船舶声学性能的重要振源,因此需要采取隔振措施以减小其向船体传递的能量。弹性隔振技术可以改善齿轮箱的振动性能,但是挠性传动部件将导致齿轮箱与推进主机隔振系统之间产生振动耦合,从而增大对推进装置进行模态分析的难度。以某船推进装置为研究对象,基于多刚体动力学理论,推导了计及齿轮箱与推进柴油机隔振系统之间振动耦合特性的推进装置整体隔振系统运动微分方程,并进行了模态分析。结果表明,计及隔振系统之间振动耦合的模态分析结果与两个隔振系统单独进行模态分析的结果存在显著差异,证明了齿轮箱弹性隔振时建立推进装置整体隔振系统分析模型的必要性。最后,对该推进装置的设计和使用进行了评估和建议。     

多扰动源下的船舶水泵机组隔振浮筏特性研究

为了探讨浮筏装置在多扰动源下所具有的特性以及隔振设计技术,基于船舶水泵机组隔振浮筏这种多扰动源的系统,利用有限元法数值模拟了隔振系统的模型,分析了多扰动源参数以及空间管系对浮筏隔振系统隔振性能的影响,水泵机组的隔振设计技术以及为了提高隔振性能而应注意的若干方面.分析结果表明多扰动源激励对系统的隔振性能影响显著,空间管系减弱了系统的隔振性能,在动力设备和管路间使用挠性接管等弹性连接可减小管系的影响.     

带空间管系的船舶水泵机组隔振浮筏性能研究

基于船舶水泵机组隔振浮筏这种多挠动源的系统,探讨了浮筏装置所具有的特性以及隔振设计技术.利用有限元法数值模拟了隔振系统忽略和计及管系下的两种模型,综合分析了空间管系对浮筏隔振系统隔振性能的影响,并就管路和机组间刚性连接和多种弹性连接下系统隔振性能作了对比分析.分析结果表明,空间管系减弱了系统的隔振性能,在动力设备和管路间使用挠性接管等弹性连接可大大减小管系的影响.文中探讨了水泵机组的隔振设计技术以及为了提高隔振性能而应注意的若干方面.     

多扰动源下的船舶水泵机组隔振浮筏特性研究

为了探讨浮筏装置在多扰动源下所具有的特性以及隔振设计技术，基于船舶水泵机组隔振浮筏这种多扰动源的系统，利用有限元法数值模拟了隔振系统的模型，分析了多扰动源参数以及空问管系对浮筏隔振系统隔振性能的影响，水泵机组的隔振设计技术以及为了提高隔振性能而应注意的若干方面。分析结果表明：多扰动源激励对系统的隔振性能影响显著，空间管系减弱了系统的隔振性能,在动力设备和管路间使用挠性接管等弹性连接可减小管系的影响。     

船舶避振穴隔振特性研究

避振穴是一种减小船舶尾部振动的重要装置,本文采用基于橡胶材料超弹性和空气压缩性的非线性有限元方法对其进行数值模拟和隔振特性分析。选取Mooney-Rivlin模型对橡胶材料非线性特性进行模拟,建立气体单元模拟加压空气,对一个独立密闭气室结构进行充气过程模拟和振动响应计算,分析气室深度、初始气压和橡胶板厚度等参数对其隔振特性的影响。将避振穴应用于实船尾部模型,验证其对螺旋桨激振力的隔振效果。计算结果表明,避振穴对于船舶尾部减振具有显著效果,但需要留意其在低频共振区引起的响应增大情况。     

船舶避振穴隔振特性研究

避振穴是一种减小船舶尾部振动的重要装置,本文采用基于橡胶材料超弹性和空气压缩性的非线性有限元方法对其进行数值模拟和隔振特性分析。选取Mooney-Rivlin模型对橡胶材料非线性特性进行模拟,建立气体单元模拟加压空气,对一个独立密闭气室结构进行充气过程模拟和振动响应计算,分析气室深度、初始气压和橡胶板厚度等参数对其隔振特性的影响。将避振穴应用于实船尾部模型,验证其对螺旋桨激振力的隔振效果。计算结果表明,避振穴对于船舶尾部减振具有显著效果,但需要留意其在低频共振区引起的响应增大情况。     

浮筏隔振装置的超单元建模方法

浮筏是一种集弹簧、阻尼器、刚体和弹性体为一体的混合动力学系统，对其建立合适的动力学模型存在困难，为此本文提出一种超单元建模方法。该方法首先在物理空间中对装置中弹性体的有限元模型进行降阶，并建立相应的超单元，然后与普通单元一样把它们直接组装到总体模型中。用该方法建立起来的动力学降价模型不仅在规模上远小于未降阶的有限元模型，而且能很好地保留原模型在中、低频段内的动态特性。数值示例表明，本文提出的超单元建模方法是一种有效的浮筏隔振装置建模方法。     

船用气囊隔振系统的非线性动力学特性

气囊隔振系统通常被广泛应用于对舰船或潜艇上的大型旋转机械实施隔振控制。然而,船舶在航行时,隔振系统有时会产生过大的位移,会呈现出一些非线性动力学现象。文中以带间隙的线性弹簧限位器的隔振系统为研究对象,考虑了垂直和偏转两个方向的运动,基于分析力学的相关理论建立了具有旋转偏心质量的气囊隔振系统非线性动力学模型,并且采用数值方法重点分析了该系统的非线性动力学行为以及参数变化对系统动力学特性的影响。结果显示在低转速时,系统呈现出准周期运动特性;随着转速的增大,系统运动中出现混沌、周期3、5、7及准周期运动等一系列的非线性动力学现象。     

基于一种新型磁致负刚度结构的低频隔振系统分析与设计

为提高隔振系统对低频微振动的隔离能力,研究了一种新型三磁体负刚度结构,分析了该结构产生负刚度的原理。将三磁体负刚度结构与隔振系统并联使用,在不影响原隔振系统载荷性能的情况下可降低系统的固有频率。分析了隔振器刚度及磁体间初始间隙对并联系统刚度特性的影响,提出从稳定性和隔振性能两方面来进行低频隔振系统设计。