磁流变阻尼器动态特性研究

为更好地研究磁流变阻尼器应用于舰船设备抗冲击的控制方法,需要准确、全面了解其动态力学特性。对磁流变阻尼器的动态特性进行试验研究,详细讨论速度、振幅、频率、电流等各个因素对阻尼力的影响。结果表明,在低速区域阻尼器的阻尼力以不可控的粘滞阻尼力为主,阻尼力随速度的变化明显;在高速区域,阻尼力以磁流变液屈服引起的库仑阻尼力为主,阻尼力随速度的变化不大,而主要决定于控制电流,但是随着电流的增大,出现饱和现象;振幅和频率主要影响磁流变阻尼力的粘滞阻尼力,随频率和振幅的增加,速度的变化范围也明显增大,但是在相同的速度下,频率和振幅对阻尼力的影响不明显。为进一步获得磁流变阻尼器动态特性参数及研究舰船设备抗冲击半主动控制方法提供了重要依据。     

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．     

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。     

幂律流体阻尼的隔冲特性研究

基于幂律流体阻尼特性,建立了单自由度冲击隔离系统数学模型,分析了幂律流体的分段阻尼力特性与隔冲耗能特性,并讨论了速度相关指数、固有频率、冲击载荷幅值等因素对系统隔冲性能的影响。研究结果表明:当激励信号产生的流体相对速度较小时,剪切稀化流体的隔冲性能优于线性阻尼和剪切稠化流体阻尼,流体相对速度较大时,剪切稠化流体的隔冲性能优于线性阻尼和剪切稀化流体。幂律流体的参数影响分析为幂律流体阻尼器的设计和实际应用提供了一定的参考。     

磁流变液技术研究现状

磁流变液是近年来得到广泛重视的一种新型的智能材料,它是由悬浮于载体中的软磁性颗粒和稳定剂构成。介绍了磁流变液的特性,系统阐述了磁流变液研究现状及其在工程中的应用情况,详细分析了磁流变技术存在的问题,关键技术及其发展趋势。     

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.     

船舶辅机单层半主动非线性隔振系统振动特性分析

文章针对磁流变阻尼器提出了一个简单的修正Bingham模型。基于修正Bingham模型建立了船舶单层隔振系统的非线性动力学方程,通过平均法得到了半主动隔振系统发生主共振时的理论解,并进行了数值验证。结果表明:采用平均法得到的理论解和数值解有很好的一致性;在主共振区:磁流变阻尼器的阻尼和控制力对半主动隔振系统的幅频响应影响都很明显。半主动隔振系统的幅频响应振幅随着阻尼和控制力的增加都显著减小。在非共振区:磁流变阻尼器的阻尼、控制力和零力速度对系统的响应影响都很小。     

基于完全耦合算法的绕水翼流固耦合特性研究

基于完全耦合算法对绕二维NACA0009水翼流固耦合特性进行了数值模拟研究。采用Theodorsen模型和Munch模型对刚性和弹性水翼的水弹性响应进行了数值计算,分析了流体与结构的相互作用关系,研究了影响结构水弹性响应和流固耦合特性的因素。研究结果表明:考虑了流体黏性的Munch模型与基于势流理论的Theodorsen模型对气动弹性响应的数值计算结果基本一致,而Theodorsen模型由于没有考虑流体黏性在一定程度上低估了结构的水弹性响应。结构的惯性、阻尼和刚度力矩与流体的相应附加载荷均处于同一数量级,故流体与结构的相互作用不可忽略,尤其对于弹性水翼,流体的惯性、附加阻尼作用增大,流固耦合算法的数值稳定性对流固耦合特性的计算结果影响将更大。外部激励频率为非共振频率时,结构的刚度作用是影响水弹性响应的主要因素,外部激励频率为共振频率时,流体的附加阻尼和附加刚度作用减弱,除结构的刚度作用外,流体与结构的惯性作用对水弹性响应和流固耦合特性的影响也较大。     

船舶轴系扭振计算和测试实例分析

船级社规范对轴系扭振提出了计算和实测的要求。本文对若干轴系固有频率的实测值与计算值不一致的船舶进行了分析，并给出了对影响其相应计算精度的减振器、曲轴、联轴节刚度等扭振参数进行了修正的实例；通过实测，对无阻尼自由振动计算的振型精度亦进行了分析，按振型推算系统响应超规范要求的船舶，可根据实测振幅来调整阻尼参数并用解析计算法来评价轴系扭振特性。结果表明，精确测定出系统的固有频率和振幅，从而核定轴系的扭振参数，是提高扭振计算精度的关键所在。     

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.     

考虑流固耦合影响的水中桩基结构振动特性分析

水-结构的耦合振动是一个比较复杂的问题,在设计中,只有考虑水体对结构基频及阻尼比等振动特性的影响,才能使结构设计更为合理、可靠。以往研究多分析水体的附加质量效应对桩柱基频的影响,对水深、桩径、上部结构等因素的影响尚缺乏进一步的研究,对水体的阻尼比增大效应也缺乏定量分析。鉴于工程的需要,利用有限元分析软件ADINA建立水体-桩基结构相互作用的三维有限元数值模型,对流固耦合作用下结构的基频和阻尼比进行计算,分析多种因素对水中结构振动特性的影响,并给出水体产生的阻尼比推荐值。结果表明,水体会引起结构基频降低及结构阻尼比增大,流固耦合作用对振动特性的影响不容忽视。     

基于液压阻尼减振器的轴系纵振控制研究

在船舶主推进轴系中安装液压阻尼减振器可减小轴系的纵向振动。首先对安装被动式液压阻尼减振器的船舶主推进轴系进行数学模型简化,推导推力轴承基座处的力传递率公式与加速度插入损失公式,并分析液压阻尼减振器的结构参数对减振效果的影响。轴系台架试验表明,插入损失计算结果与测试结果吻合较好。然后,采用单神经元自适应PID控制器,将原有的被动式液压阻尼减振器变为主动式液压阻尼减振器,分析在周期载荷和随机载荷激励下力传递率随时间的变化。计算结果表明,合理选择液压阻尼减振器的参数能有效地实现纵向减振,且单神经元自适应PID主动控制单元能进一步抑制力传递率的峰值。     

海上浮式风机在波浪作用下的动力响应分析

基于三维线性频域势流理论和脉冲响应函数方法计算时延函数与时域波浪力,利用准静定系泊模型来模拟系泊力,利用计算流体力学方法得到粘性阻尼系数,建立了风机在波浪作用下的时域运动方程.论文求解DeepCwind半潜式平台风机的动力响应,计算结果与试验值以及其他数值模拟结果吻合的较好,证明了方法的适用性.     

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。     

桩土相互作用阻尼系数试验结果与其他结果的对比

当前如何考虑桩土之间的相互作用并将其定量化是限制基桩缺陷定量分析方法准确性的重要因素。低应变条件下将土对桩的作用以粘滞阻尼器考虑,通过桩土相互作用试验测定桩顶速度响应并结合理论分析结果确定桩侧土在不同状态下的桩土相互作用阻尼系数。在现有的一些研究中也有一些其他确定阻尼系数的方法,例如经过动力平衡分析得到桩侧土单位长度阻尼系数的理论表达式,实际测定表达式中各个参数即可确定相应阻尼系数;也有通过多次动静对比试验得到的阻尼系数经验值。由于各个阻尼系数定义并不相同,参考试验时的实际情况确定各个参数,进而将不同定义的阻尼系数转化为同一量纲,分析了不同阻尼系数的差距,发现通过多次动静对比试验得到的Case阻尼系数由于是在大应变情况下得到的,相对桩土相互作用试验得到的阻尼系数有较大差距,应用于低应变分析并不合适。而理论推导得到的阻尼系数相对试验结果虽然并不一致,但是他们之间存在一定的相关性,进而经过拟合分析发现两者之间的比值可以表示为剪切波速的函数。     

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。     

双筒减震器数学模型的建立与仿真测试

以双筒减震器为研究对象，建立了其在压缩和复原两个行程中所产生的阻尼力的参数化模型，用虚拟仪器技术LabVIEW对其在正弦激励作用下的外特性和阻尼特性曲线仿真，通过改变模型中的相关参数，分析了影响减震器特性的主要因素．搭建了减震器的液压测试平台，利用LabVIEW的DAQ采集卡采集减震器在工作过程中所受到的力与所产生相应的位移信号，经过适当的处理，得出了实际的外特性曲线，并将实验结果与仿真结果进行对比，发现两者能够较好地吻合，验证了该方法的可行性．     

环状粘弹层合悬臂薄壁圆柱壳的振动特性研究

文章采用传递矩阵法分析了悬臂边界条件下环状局部覆盖粘弹层合薄壁圆柱壳的振动特性。基于乐甫薄壳理论,结合粘弹性阻尼的变形协调关系和层间作用力关系,建立了基层和约束层薄壁圆柱壳的一阶状态微分方程,利用传递矩阵法推导了结构的整体传递矩阵,并通过高精度的精细积分方法进行求解,得到了固有频率、损耗因子和三维振型,探讨了约束阻尼层位置变化时对振动特性的影响,并通过有限元法进行了比较,通过算例验证了传递矩阵法对模态特性分析的有效性,前25阶模态以周向振动为主,最低阶固有频率对应的三维模态振型为(1,5),并且在悬臂端的振动位移最大,约束阻尼层覆盖位置对薄壁圆柱壳振动特性的影响较大。     

绞吸挖泥船柔性钢桩缓冲系统的液压控制回路分析

为分析液压控制回路设计对绞吸挖泥船柔性钢桩缓冲系统的影响,利用AMESim液压仿真对缓冲系统的效率进行敏感性分析,结果表明,液压控制回路中的蓄能器数量,阻尼阀(插装阀)的弹簧刚度、阻尼孔直径和阀芯半锥角会影响系统的缓冲能力,不同的设计可造成定位桩载荷差异,需谨慎对待。     

轻型TLP垂向振动的磁流变阻尼器半主动控制研究

将磁流变阻尼器引入到轻型TLP的垂向半主动控制中.使用水动力软件AQWA求取轻型TLP频域内的一阶力、二阶力等水动力参数,通过MATLAB语言编写程序,选取线性二次型经典最优控制（LQR）算法和限界Hrovat半主动最优控制算法,通过对安装了磁流变阻尼器的TLP的垂向半主动控制进行数值模拟,并与采用LQR算法的主动控制以及无控状态进行对比,表明其具有良好的减振效果.