基于Comsol的宽带复合棒水声换能器优化研究

为了进一步降低复合棒水声换能器的谐振频率,拓展工作带宽,同时减小发射电压响应起伏,利用有限元软件Comsol对一个三激励宽带复合棒水声换能器的振动模态进行分析,研究弯曲盖板、辐射头的材料和结构尺寸对复合棒水声换能器发射电压响应的影响规律,通过优化结构尺寸改善其发射电压响应。最终优化仿真的结果表明,优化后的复合棒水声换能器工作范围从9～31 kHz,可工作带宽为22 kHz,发射电压响应都处于130 dB以上,有效拓宽了多激励宽带复合棒水声换能器的工作带宽。     

钹式换能器的共振特性研究

论文通过ATILA有限元软件建立了钹式换能器的二维轴对称模型,研究了2kHz～180kHz钹式换能器的共振频率随空腔顶部直径、空腔底部直径与空腔顶部直径之比、压电陶瓷片直径与空腔底部直径之差变化的规律,绘制出共振频率随各结构参数变化的曲线.结果表明,共振频率随着空腔顶部直径和空腔底部直径与空腔顶部直径之比的增大而减小,空腔顶部直径越大,共振频率变化范围越小,变化越不明显,共振频率随着压电陶瓷片直径与空腔底部直径之比的增大几乎呈线性变化关系,压电陶瓷片直径与空腔底部直径之差的变化对共振频率的影响不大,以上结论为设计不同共振频率的钹式换能器提供了理论依据.     

慢波导换能器仿真及试验研究

首先在计算机上建立液体慢波导换能器仿真模型,然后介绍了改变模型主要参数的值,计算轴向发送电压响应和垂直指向性,研究各参数对换能器性能的影响.根据仿真结果实际制作了一个中频换能器,实验测量表明,由溢流环换能器改装的慢波导换能器基本实现了半空间轴向发射.     

一种大开角指向性换能器

利用有限元方法对带障板换能器的发射指向性进行理论计算,采用障板实现换能器的大开角指向性.本文中的带障板换能器的工作频率为30kHz,指向性为79.8°的大开角,与理论吻合,并且在该频率点上的发射电压响应比无障板换能器有6dB以上的增益.     

水下回波模拟器频率补偿技术

水下回波模拟器可根据目标的声学特性对目标进行回波模拟,广泛用于验证试验、声诱饵等方面。但由于换能器制造工艺等限制,其发射换能器的发送电压响应在不同频率上变化较大。若忽视这个因素,则有时无法做到有效模拟宽频带的目标回波特性。本文通过分段快速Fourier正反变换和频率能量补偿技术实现回声转发信号的发射声源级差异补偿,采用首尾重叠消去法确保变换后数据无畸变。通过NI公司的PCI-6120板卡和工控机完成工程实践工作,并通过水池实验和海试进行可行性验证。     

基于双层梁模型的电磁轨道发射身管动力学研究

电磁轨道发射身管动态响应影响发射过程中枢轨接触状态和导轨疲劳寿命,以及射击精度,本文将螺栓预紧型电磁轨道发射身管简化为Winkler弹性基础上双层Euler-Bernoulli梁模型,推导身管动力学位移解析解,利用有限元分析软件建立模型进行仿真并从时间和空间维度分析电磁发射过程中身管振动过程,从身管振动挠度和导轨与外封装板相对位移两方面分析不同结构参数和材料性能对身管振动特性的影响机理,为后续对电磁轨道发射弹道分析,和在连续发射工况下电磁发射装置动力学特性的研究奠定基础。     

基于全桥拓扑的声呐发射机功率电路设计

声呐发射机完成特定形式的电信号的功率放大,通过发射换能器将电信号转换为声信号辐射到水中.介绍了全桥拓扑结构的工作原理和基本电路结构,详细分析了高输入电压下全桥功率电路设计技术难点,完成了全桥电路设计、利用ADuM5230芯片搭建驱动电路及相关波形设计,完成功率电路的制作和调试.实验室可靠性测试表明,该全桥拓扑功率电路工作性能良好,满足设计要求.     

基于全桥拓扑的声呐发射机功率电路设计

声呐发射机完成特定形式的电信号的功率放大,通过发射换能器将电信号转换为声信号辐射到水中。介绍了全桥拓扑结构的工作原理和基本电路结构,详细分析了高输入电压下全桥功率电路设计技术难点,完成了全桥电路设计、利用ADuM5230芯片搭建驱动电路及相关波形设计,完成功率电路的制作和调试。实验室可靠性测试表明,该全桥拓扑功率电路工作性能良好,满足设计要求。     

UUV自航发射鱼雷过程的建模与仿真

UUV发射鱼雷过程中,由于自身体积小,质量轻,在受到鱼雷扰动的情况下,其速度和姿态角将发生改变。本文通过研究UUV和鱼雷在发射过程中相互作用的关系,建立UUV在发射过程中的运动模型以及鱼雷在自航发射过程中的内弹道模型,并得出鱼雷出管时UUV的运动参数,为验证UUV自航发射鱼雷的可行性提供依据。对UUV自航发射鱼雷过程的变参数进行分析,为UUV自航发射鱼雷试验以及发射装置结构优化提供依据。     

海上火箭热发射过程中发射平台耦合运动响应分析

在海上火箭热发射工况下,以海上发射平台作为主要研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型以及三维势流理论,进行火箭尾流冲击载荷以及风、浪、流联合作用下的平台时域运动响应研究。对比分析了2种海况下海上发射期间发射平台的垂荡、横摇、纵摇以及艏摇4个方向的运动,通过分析计算,海况一比海况二更有利于火箭和海上发射平台的双向安全且应避免发射平台横浪时进行海上热发射。此外,提出了1种海上发射工况下尾流冲击的简易计算方法并得到了单拉瓦尔管燃气尾流冲击的压强时历曲线,为后续发射平台的结构性能以及运动性能研究奠定了理论和工程基础。     

带分布式动力吸振器基座振动传递特性研究

在弹性梁上等间距安装吸振器,构建带分布式动力器的基座系统,建立了Euler梁-吸振器-弹性支承耦合系统的力学模型。给出了子结构的导纳矩阵,推导了基座的动态特性传递方程,得到了基座系统的力传递率表达式,并详细讨论了系统参数对基座减振性能的影响。搭建了带分布式吸振器基座系统实验平台,对电阻应变式力传感器进行了标定,测试了基座的力传递率特性。数值仿真与实验测试结果均表明,带分布式动力吸振器基座在低频取得了优越的减振效果。     

用于检验大修后变速箱性能的试验装置

集装箱码头公司面临变速箱的大修和大修质量保障问题,需要装备变速箱测试台用于交付前的测试.通过对大修后变速箱的测试得到量化的测试结果以验证大修质量.变速箱测试台利用了部分设备更新后淘汰的器材,低成本地实现变速箱的测试.采用电力反馈技术的变速箱测试台是码头企业今后的发展方向.     

浮式方箱防波堤的AQWA数值模拟研究

利用AQWA数模软件,针对规则波和不规则波作用时浮式方箱防波堤的透射效果进行研究,试验表明:浮式方箱防波堤的透射系数随水深变化不大,消波效果较好;与传统防波堤相比,浮式方箱防波堤在水深增大后工程造价的增量有限.本研究可为浮式方箱防波堤的设计和应用提供参考.     

梁结构耦合点的振动功率传播

本文详细讨论了多根梁耦合点的振动功率传播特性.耦合点采用刚体质量来模拟.采用波动分析法研究纵向波或弯曲波入射半无限梁结构耦合点的传播.首先根据耦合点的平衡条件和连续条件,得到了波动方程中的幅值.然后建立了波动幅值和振动功率之间的关系,并得到振动功率反射和传播系数.反射和传播系数确定为振动频率和耦台角度的函数.算例计算了二叉梁的反射系数和传播系数,分析了耦合角度和振动频率以及是否计及耦合点质量对反射系数和传播系数的影响,得到了一些有价值的结论,对于振动控制和结构优化设计具有重要的意义.     

波浪非线性对斜坡堤透浪特性影响研究

利用三维动压模型NHWAVE模拟了不越浪斜坡堤的透浪试验,并使用物理模型数据进行了验证。通过厄塞尔指数和波陡研究波浪非线性对斜坡堤透浪特性的影响,并采用相对长度(相对堤宽B/L)而不是绝对长度(B)来表示静水面处的堤身宽度。在此基础上计算得到新的透浪系数K L,同时讨论了堤后透浪系数与波浪非线性等因素之间的关系。结果表明,波浪非线性对透浪系数有着非常显著的影响。最后根据试验结果拟合出斜坡堤透浪系数的经验公式,为防波堤工程建设提供一定的参考依据。     

钹式水听器的改进和测试

钹式水听器体积小,灵敏度高,但其接收性能不够稳定,接收频带较窄．为了克服这些弱点,对其结构进行改进．运用双片陶瓷并联代替单片陶瓷,并缩小陶瓷半径．再通过有限元仿真实验和水池实验,对改进前后的钹式水听器进行测试,结果表明,改进后的钹式水听器接收性能更加稳定,接收频带也明显增加,同时其灵敏度依然较高．     

基于自主平台的NMEA2000协议改进和优化

[目的]为了拓展NMEA2000通信协议标准的应用范围,优化、提升网络传输效率,研制基于自主可控平台的NMEA2000数据采集传输系统.该系统可将非认证设备接入NMEA2000网络并提升其传输效率.[方法]以GD32F207芯片为微控制器并在与RT-Thread嵌入式实时操作系统结合的自主可控平台上,根据各厂商原有设备...     

基于虚拟仪器的柴油机齿轮传动故障诊断系统设计与实现

柴油机的传动机构中,较普遍采用齿轮传动,齿轮的工作状态直接影响着传动的准确性,从而影响柴油机的正常工作。基于虚拟仪器柴油机齿轮传动故障诊断系统,能够对齿轮工作状态实时状态监测、时频域分析、诊断,从而有效地分析出齿轮传动中所发生的故障部位、性质、程度、原因等,为柴油机的工作可靠提供保障。     

锥管中流动工作介质的声传递特性研究

锥管是船舶管路系统中的典型管件,对其声传递特性的研究是管路系统声学设计和分析的组成内容之一。文章考虑锥管截面积沿长度变化对平均流速的影响,推导了锥管的声传递矩阵;以无反射终端为条件,获得管路元件传递损失的理论公式。通过算例说明了流动马赫数和锥角大小对锥管声传递特性的影响。     

电缆耦合的传输线分析预测技术

针对工程中的电缆耦合问题,着重探讨了电缆耦合预测的计算方法。运用多导体传输线的理论建立电缆耦合的等效电路模型,分析了有损传输线上的电压电流分分布。在此基础上,借助软件工具进行仿真计算,分析了电缆耦合的影响因素以及耦合干扰传输特性,从而实现对电缆耦合的综合预测分析。