柴油机配气机构动力学仿真与分析

利用ADAMS／Engine建立4120SG柴油机配气系统动力学模型,对模型进行运动学仿真,分析配气机构主要运动件间的作用力,凸轮形线在过渡阶段的加速度特性对整个配气机构的受力影响较大,配气机构中各种接触力具有冲击力特征,对柴油机振动影响较大,通过对比摇臂座处的实测振动数据与仿真作用力的频谱图,验证了仿真结果的正确性,说明了配气机构是柴油机0．5谐次振动分量的主要激励源之一,为预测柴油机振动提供精确的边界条件。     

雷-靶碰撞结构动态响应试验与仿真分析

针对目标靶典型结构在鱼雷撞击作用下的损伤变形及撞击过程中的动态响应设计并进行试验研究,首先利用非线性有限元仿真对2种试验工况进行预测,后续开展试验,对靶板变形模式及撞头加速度响应进行研究。结果表明,随撞击速度增加,靶板变形程度增大,加速度响应更剧烈,随靶板厚度增加,靶板变形程度减弱,加速度响应更剧烈。对比研究仿真与试验所得结果,结果表明,仿真结果与试验结果吻合程度较好,所采用的数值仿真方法能够对鱼雷撞击目标靶时结构动态响应进行准确预报。     

小型船舶低频辐射噪声分析方法研究

为减少船舶舱室低频辐射噪声对船舶设备使用寿命的影响,根据典型船舶模型,建立某小型船的有限元模型并进行了船舶振动模态分析.同时采用边界元方法,将MSC.PATRAN软件建立的有限元模型导入SYS-NOISE软件中作为船舶声辐射的边界元模型,在同一噪声源下进行噪声计算,研究船舶舱室内部的低频声辐射特性.结果 表明:数值计算结果在总声压级上与实测结果仅相差1 ～8 dB,进一步说明此船噪声的低频预报方法切实可行.     

鱼雷斜入水过程非定常运动仿真研究

针对鱼雷反潜时复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对鱼雷入水过程进行了仿真,研究了鱼雷入水过程中的冲击加速度和入水初始段鱼雷姿态的变化。仿真过程中发现了"忽扑"现象对鱼雷入水后非定常运动的重要影响。通过分析试验数据,完善仿真模型,模拟了"低压力"引起的鱼雷入水后的"忽扑"现象,仿真分析了鱼雷真实的入水非定常运动过程。结果可为鱼雷入水弹道设计和结构承载能力设计提供一定的依据。     

基于Bagging-GPR的舰船目标RCS频率外推技术北大核心CSCD

[目的]针对高频情况下使用传统仿真、实测方法获取舰船目标RCS受限的问题,提出一种结合引导聚集(Bagging)算法与基于谱混合协方差函数的高斯过程回归(GPR)模型的混合方法(Bagging-GPR),从而根据仿真和实测得到的低频段RCS数据,准确高效地外推高频段的RCS数据。[方法]首先,根据舰船目标低频段单站RCS数据,以重采样的方式获取训练子集,并使用基于谱混合协方差函数的GPR模型对各子集的RCS数据在频域上进行外推;然后,通过Bagging算法将各子集的外推结果进行混合,以进一步提高GPR的外推精度和鲁棒性;最后,分别在舰船模型的仿真数据集和实测数据集上对Bagging-GPR混合方法的性能予以试验验证。[结果]结果表明,Bagging-GPR可以实现实时外推,预测值与仿真值、实测值基本一致,均方根误差很小。[结论]所提方法具有较高的频域RCS数据外推精度和良好的鲁棒性,可为快速获取目标的高频RCS特征提供一种新的技术手段。     

水下加筋圆柱壳体的振动与近场声辐射研究

从实验和理论计算两个方面，对敷有隔声去耦材料的水下加筋圆柱壳体振动和声辐射进行讨论分析。实验分为三种工况：双壳全部敷设、双壳60％敷设和双壳不敷设隔声去耦材料，实验结果数据包括模型的振动加速度和辐射声压。理论计算采用有限元结合边界元技术计算模型的低频特性，采用统计能量分析计算模型的中高频特性。通过对实验和计算结果的对比分析，证明隔声去耦材料在200Hz以上能明显减小结构振动和降低辐射噪声。另外，还发现有限元结合边界元的计算结果只在700Hz以下与试验结果吻合较好，这说明传统的FEM＋BEM和统计能量分析在计算复杂结构声振耦合系统时的适用频率范围是不同的，前者适合低频问题，后者适合中高频问题，它们具有互补性。     

鱼雷自导新型基阵支撑结构减振设计及性能研究

为了减少传递到鱼雷自导基阵的振动能量,采用声学黑洞原理设计了一种多边形减振环结构。采用加速度振级落差表征其减振性能,开展激振器激励下的多边形结构减振性能试验研究。结果表明,多边形减振结构在50～10 kHz的频率范围内具有良好的减振效果。试验结果充分说明了本文设计的多边形减振结构具有轻质、高效、宽频的减振特点,具有广泛的潜在应用价值。     

舰载设备可靠性振动试验剖面设计方法研究

给出了一种基于实测数据的舰载设备可靠性振动试验剖面设计方法。应用数理统计理论,对舰载设备振动环境实测数据进行参数假设检验,得到具有不同区域和不同状态的特征样本。采用修正后的容差上限法归纳特征样本的随机振动规范谱,确定试验量值,再根据任务剖面确定试验时间,得到舰载设备可靠性振动试验剖面。结果表明,该方法理论完善,为舰载设备振动环境的可靠性评定奠定了基础。     

海洋平台主机舱振动建模仿真分析及试验研究

为了优化结构整体减振性能,以某海洋平台主机舱为研究对象,利用典型运行工况下平台的振动试验实测数据对主机舱柴发机组引起的结构振动传递进行仿真分析,建立不同的主机舱振动计算模型,比较不同边界条件、不同隔振器刚度对计算结果的影响,提出适用于工程实用的较为精确的主机舱整体有限元仿真模型。通过计算推进器40%功率状态和航行状态2种典型运行工况下主机激励经由机脚、隔振器传递到平台基座的振动传递,并与实船测试结果进行比较,验证了有限元分析模型的合理性和精确性,计算结果可靠,具有较高的工程价值,为后续海洋平台主机舱隔振优化设计提供参考。     

含初值的遥测速度和位移振动信号时域提取方法研究

针对飞行器在实际飞行试验中,其结构的位移和振动速度很难直接获取,论文提出利用加速度同位移和速度之间的微分关系,通过采集的遥测加速度振动信号在时域内直接进行数值积分获取位移和速度振动信号,考虑位移和速度初始值非零时对积分结果的影响,采用最小二乘拟合多项式方法进行位移和速度初始值的估计,在此基础上对积分结果进行了修正,确保结果的准确性。方法在仿真加速度振动信号上进行了应用,位移和速度获取结果的相对误差可以控制在千分之五以内,高精度的获取结果表明方法的适用性和可靠性,将其应用于飞行器飞行试验实测数据的处理过程中,获取了遥测位移和速度振动信号,结果的置信度较高。     

加肋圆柱壳声学相似性试验

本文通过相似的有限长加肋圆柱壳模型在空气中受激振动和水中辐射声功率的相似性试验，验证了文献[1,2]采用有限元和边界元方法提出的弹性结构振动和水下声辐射的理论相似关系。从加速度传感器测量的振动加速度响应中得到的模型前10阶模态频率表示为无量纲频率ωl/E/ρ，它们与理论结果比较，不同模型同阶无量纲频率的最大相结偏差小于5％。测量的振动加速度以al^3ρ/F进行归一化处理，结果基本符合理论相似关系，对加速度进行多点平均或宽频带处理后，试验结果与理论结果更加符合，三个模型在测量频段内的归一化加速度级相差2dB左右。参照空气声学中的方法，在水池的半混响环境中测量模型的水下辐射声功率，为此围绕模型选择一个测量面，由测量面上的声压和水池的混响时间估算辐射声功率，并以ωl^2/F^2进行归一化处理，结果表明在高频段模型的归一化辐射声功率级相差1－2dB。模型设计和试验时，缩比因子λ、谱级倍频程数K和频率移动的频带数N应满足关系2^N/K=λ。     

代理模型在水下航行体空泡压力预示的应用研究

文章基于径向基神经网络(Radial Basis Function,RBF)和Kriging代理模型方法分别对水下垂直发射航行体表面附着空泡闭合区压力预示模型进行了研究,首先分析了影响空泡闭合区压力变化的物理因素,通过代理模型方法建立了影响因素与空泡闭合区压力最大值和压力空间分布波形之间的数学模型,形成了空泡闭合区压力分布预示方法,而后针对典型工况开展预示结果与试验数据比对,表明RBF方法和Kriging方法均能较为准确地获取空泡闭合区压力特征,在有限子样条件下Kriging代理模型对空泡闭合区压力峰值预示精度更高。     

门座起重机振动监测系统研究

振动监测是港口门座起重机状态监测与故障诊断的重要方法.设计了振动监测节点的硬件和软件及远程上位机监控程序.利用2种加速度传感器分别测量起重机低频和高频振动,实现了振动数据的无线远程传输、存储、分析处理.通过现场试验证明系统的可靠性、有效性.     

基于Kriging代理模型的水下目标模型几何参数识别方法

[目的]水下目标参数识别可为目标分类识别提供依据,为此,提出一种基于Kriging代理模型的水下目标参数识别方法。[方法]首先,对敷设声学覆盖层的水下目标模型在螺旋桨和主辅机激励情况下的结构表面低频振动声辐射与声辐射灵敏度进行分析;然后,基于分析结果建立低频声辐射功率代理模型,并基于该代理模型构造由低频声辐射响应特征和目标参数组成的样本空间;最后,基于所构建的样本空间,建立目标参数识别代理模型并选取测试点进行模型验证。[结果]结果显示,测试样本的实际目标参数值与所构建代理模型的目标参数预测值吻合良好;利用有限元法和边界元方法可以实现考虑阻尼材料频变特性的黏弹性阻尼结构的低频声辐射分析,并能解决商业软件无法大批量处理振动结果文件的问题;影响水下目标模型低频振动声辐射的主要目标参数为目标长度、最大半径、基层壳厚度和声学覆盖层厚度。[结论]基于Kriging代理模型的水下目标参数识别方法可以通过声辐射线谱特征准确预测水下目标模型的主要目标参数值。     

基于低通滤波和经验模态分解的舰船耐波性试验信号分析方法研究

针对舰船耐波性实测信号中趋势项难以消除而影响滤波精度这一问题,采用经验模态分解方法消除趋势项的影响.根据舰船对波浪运动响应的低频特点,在经验模态分解前先进行低通滤波,可使实测运动信号中的谱峰频率处在相对高频位置,减少EMD迭代次数,并使有用信息包含在第一个IMF中,方便对有用模态的识别.还针对实船耐波性试验无法直接获得垂荡位移的实际问题,对垂向运动加速度联合采用低通滤波、数值积分和EMD去趋势项消除积分误差的方法获得垂荡,通过模型耐波性试验以及对实舰横摇角速度采用该方法求得的横摇与实测横摇的比较,验证了该方法在舰船耐波性实测信号分析中的有效性.     

基座垫片安装工艺参数对柴油机振动传递特性的影响

研究垫片安装工艺参数(垫片厚度和接触面积)对柴油机振动传递特性的影响。建立基座垫片安装的有限元模型,利用ABAQUS软件对不同垫片厚度和不同垫片接触面积条件下振动特性进行仿真计算。通过试验对仿真结果进行验证,试验得到机脚处的加速度响应值与仿真结果基本一致,能有效地为设备减振安装提供参考意见。     

鱼雷撞击靶板动态仿真建模方法探讨

利用MSC公司的Patran和DytRan有限元计算程序对某型鱼雷撞击靶板的动态响应特性进行了仿真分析。分别计算了在几种不同的撞击情况下雷体指定部位加速度响应随时间的变化。对数据结果运用OriginPro7．0数据处理工具进行数据处理,把计算值相互之间进行比较,找出最佳的建模方法。     

江苏沿海实测波浪谱在SWAN中的应用

采用CCMP提供的寒潮大风天气风场数据,分别运用实测波浪谱和JONSWAP谱的SWAN模型对江苏沿海北部波浪场进行模拟,发现采用实测谱的计算结果与实测值更接近,模拟出的波高随时间变化过程更吻合。应用实测谱对工程区域进行波浪场推算,得到了合理的结果。     

橡胶减振器动态载荷谱提取与实验室载荷谱编制

为满足装备用橡胶减振器设计、鉴定验收及寿命评估对减振器在装备振动环境下的载荷谱的需求,详细介绍了对实采振动信号进行预处理的方法,给出对预处理后的信号开展频谱分析和滤波处理的方法,制定了对处理后的振动信号进行功率谱计算分析的思路。以实采橡胶减振器振动加速度信号为例,编写Matlab实现程序,编制了相应的实验室随机振动载荷谱。本文的研究成果对舰用橡胶减振器的寿命和可靠性研究及试验开展具有一定的指导意义。     

橡胶减振器动态载荷谱提取与实验室载荷谱编制

为满足装备用橡胶减振器设计、鉴定验收及寿命评估对减振器在装备振动环境下的载荷谱的需求,详细介绍了对实采振动信号进行预处理的方法,给出对预处理后的信号开展频谱分析和滤波处理的方法,制定了对处理后的振动信号进行功率谱计算分析的思路.以实采橡胶减振器振动加速度信号为例,编写Matlab实现程序,编制了相应的实验室随机振动载荷谱.本文的研究成果对舰用橡胶减振器的寿命和可靠性研究及试验开展具有一定的指导意义.