船舶机械低频线谱振动传递的主动控制（英文）

针对船舶机械振动的低频线谱主动控制,文章采用输出力大、频响平直、无接触式的磁悬浮作动器,分析了永磁偏置式作动器的电-磁-力耦合特性,推导了磁悬浮主被动隔振系统运动方程和系统稳定性影响因素;研制了满足船舶应用要求、具有冲击摇摆适应能力的磁悬浮-气囊主被动混合隔振器。采用收敛快速的窄带多通道Fx-Newton算法,并针对线谱频率波动时的控制鲁棒性,提出了窄带滤波相位差的自适应补偿环节。在船用200 k W柴发机组上进行了主被动混合隔振实验,未开启线谱控制时,可获得32.8 d B的宽频隔振效果;控制开启后,可进一步有效衰减传递到基座的多根线谱振动,并且在柴发机组的转速波动工况下依然能实现快速收敛、稳定和高效控制。该主被动混合隔振系统可满足船舶机械低频线谱控制的工程实用要求。     

船舶机械低频线谱振动传递的主动控制

针对船舶机械振动的低频线谱主动控制,文章采用输出力大、频响平直、无接触式的磁悬浮作动器,分析了永磁偏置式作动器的电-磁-力耦合特性,推导了磁悬浮主被动隔振系统运动方程和系统稳定性影响因素;研制了满足船舶应用要求、具有冲击摇摆适应能力的磁悬浮-气囊主被动混合隔振器。采用收敛快速的窄带多通道Fx-Newton算法,并针对线谱频率波动时的控制鲁棒性,提出了窄带滤波相位差的自适应补偿环节。在船用200 kW柴发机组上进行了主被动混合隔振实验,未开启线谱控制时,可获得>32.8 dB的宽频隔振效果;控制开启后,可进一步有效衰减传递到基座的多根线谱振动,并且在柴发机组的转速波动工况下依然能实现快速收敛、稳定和高效控制。该主被动混合隔振系统可满足船舶机械低频线谱控制的工程实用要求。     

主被动一体化隔振装置设计研究

针对舰艇舱室设备存在的多激励、低频谱振动问题,开展振动主动控制主被动一体化隔振装置研究,为构建基于浮筏隔振设计的主动控制系统奠定了理论和工程基础。首先,基于电磁作动原理初步设计电磁作动器,通过对动子和定子形态及间隙、线圈匝数、倒角形式及大小等进行仿真分析与优化设计;其次,基于COMSOL建模进行电磁特性、发热特性仿真分析;最后,基于浮筏隔振装置隔振、承载及安装需求,设计研制了主被动一体化的隔振装置。试验结果表明:该装置满足次级力源出力特性要求。     

电磁-气囊主被动混合隔振系统抗冲击设计研究

舰船设备的抗冲击性能设计直接关系到其是否能够顺利实现实用化.本文针对电磁-气囊主被动混合隔振系统抗冲击的设计要求,首先对电磁-气囊主被动混合隔振器进行抗冲击悬挂结构设计并通过仿真和试验获得了混合隔振器的位移载荷特性;其次推导了混合隔振系统中限位器的数学模型并建立了主被动混合隔振系统的多刚体动力学模型,研究了主被动混合隔振系统在冲击载荷下,不同限位器参数对冲击响应的影响.结果表明,所设计的隔振器抗冲击悬挂结构和隔振系统的限位器能够很好地满足舰船设备对抗冲击性能的要求.     

海上导管架采油平台隔振方案与隔振系统参数的优化设计

本文针对海上导管架采油平台的冰激振动问题提出了一种整体隔振方案,通过采用建筑抗震用叠层橡胶支座作为基础隔振元件,对实际平台进行教值仿真分析,模拟出导管架采油平台采用隔振方案后平台冰激振动状态.比较发现采用隔振后平台的振动位移和加速度与隔振前有相当大的改善,同时采用优化算法对平台的静动力响应进行最小化设计,计算出最佳的隔振支座参数.另外本文还对隔振方案的静动力特性进行评价.     

船舶动力系统的隔振装置冲击响应研究

舰船的振动源主要包括螺旋桨、动力主机和海浪拍打等方面,振动不仅会影响船载设备的运行精度,还能造成船载设备的机械损伤。因此,有必要设计合理的减振结构降低舰船的振动。本文主要研究船舶动力系统的隔振装置,重点对隔振装置的多体动力学特性和振动冲击响应进行建模,并利用仿真分析软件ADAMS平台对该动力系统隔振装置在一定主机转速下的振动特性进行仿真试验。     

基于有限元仿真的隔振通舱管件设计

为了控制船舶液压系统的振动向系统外传递,设计具有减振功能的通舱管件。同时为了验证该通舱管件的隔振效果,对其进行有限元建模,并进行基于显式动力学计算方法的数值仿真试验。数值仿真的结果表明,所设计的通舱管件具有良好的隔振效果,在相同的冲击载荷作用下,相对于原直接焊接在舱壁上的通舱管件,舱壁上同一节点处的振动加速度级由106m/s2下降到了104m/s2,新型通舱管件可有效地减小液压系统振动向系统外传递。     

基于杆梁模型的舰船隔振系统功率流传递特性分析

针对舰船中比较典型的静不定隔振系统，建立了柔性基础上安装4个隔振器的隔振系统物理模型。对隔振器采用杆梁模型建模，隔振上层设备采用刚体模型，导出了静不定隔振系统的动力控制方程。使用振动功率流方法对隔振系统进行了功率流分析，并利用Matlab进行编程计算，计算结果表明杆梁模型隔振器对上下两端的功率流的减少有明显效果，隔振器的内部共振特性对隔振系统振动功率流具有显著的影响。对主要设计参数进行了讨论，得出了具有工程指导意义的结论。     

拖曳式试验系统拖缆平台振动测试与分析

工程应用中,拖曳式试验系统拖缆平台存在明显的振动现象,振动产生的辐射噪声会对环境声场产生影响。基于拖缆平台的结构及运行原理,分析其内部的主要激励源,并进行现场振动测试。测试试验对平台支柱、绞车系统和隔振装置的振动信号进行了测量和分析,结果表明,平台支柱存在一定程度的振动,绞车机架振动主要由传动装置激励产生,隔振螺栓隔振效果不佳。测试数据及结果可为系统在工程应用中的优化设计和振动控制提供参考。     

基于惯容器的机械振动被动控制系统传递特性分析

惯容器作为一种新型的被动控制元件,给机械设备振动的被动控制设计提供了新的思路。将惯容器分别以串联和并联的方式融入隔振与吸振系统之中,获得4种易于工程实施的机械振动被动控制系统。分别建立这4型系统的数学模型,利用Matlab仿真分析其振动传递特性。结果表明:在现有的隔振系统或者吸振系统中并联惯容器并不能取得控制效果的提升;在隔振系统基础上,串联惯容器模块,可在不改变原系统高频隔振效果的基础上,有效提升中、低频,尤其是反共振峰值处的隔振效果;在吸振系统中串联惯容器,可获得2个反共振峰值,且峰值频率可通过参数变化进行调整。     

拖曳式试验系统拖缆平台振动测试与分析

工程应用中,拖曳式试验系统拖缆平台存在明显的振动现象,振动产生的辐射噪声会对环境声场产生影响.基于拖缆平台的结构及运行原理,分析其内部的主要激励源,并进行现场振动测试.测试试验对平台支柱、绞车系统和隔振装置的振动信号进行了测量和分析,结果表明,平台支柱存在一定程度的振动,绞车机架振动主要由传动装置激励产生,隔振螺栓隔振效果不佳.测试数据及结果可为系统在工程应用中的优化设计和振动控制提供参考.     

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。     

船舶动力机械设备隔振控制方法

传统船舶动力机械设备的隔振控制方法,存在震动动力参量感应灵敏度低,导致振动参量分析出现误差,无法很好的对动力设备产生的振源进行控制。为了有效解决此种问题,本文提出船舶动力机械设备隔振控制方法研究。首先对船舶动力机械设备机械宁动力学模型计算,根据动力模型获得的参量,对其进行振动能量的计算;最后,通过振动能量值,完成对其控制模型的计算,得到最佳的控制参量。通过设计实验对提出方法进行验证,证明提出方法对船舶动力机械设备产生的振源,具有精准隔振控制的特性。     

船舶柴油机轴系运动仿真和结构振动分析

以船用PA6-280柴油机为背景,通过柴油机主要运动部件以及轴系的建模与运动仿真,探索了柴油机隔振装置以及轴系在各种支承条件下的动力学特性;分析了船体结构在柴油机振动激励下的响应与受力;得到了柴油机的振动沿主轴承以及隔振装置向船体结构的传递特性。     

刚/柔混合建模的动力机械隔振系统特性分析

基于ADAMS仿真平台,运用多体动力学和有限元技术,提出刚/柔混合的动力机械隔振系统的建模方法,建立某四缸柴油机和简化的矩形平板为其柔性基础的隔振系统的动力学仿真模型.对该模型进行仿真计算得到的系统激振力与理论计算十分吻合.特性分析表明,对于刚度较小的隔振器,系统自振频率会成为导致隔振器支承力变化的主要因素,而对于刚度较大的隔振器,系统的低阶固有频率和激振频率均对隔振器支承力的变化产生重要影响.     

船舶辅机双层半主动非线性 隔振系统振动特性分析

文章采用一种修正的Bingham模型建立磁流变阻尼器的非线性力学模型。基于修正Bingham模型建立了船舶双层隔振系统的非线性动力学方程,研究了船舶辅机双层半主动隔振系统的主共振特性,采用平均法得到了船舶辅机双层半主动隔振系统的理论解,并运用Maple数值仿真对理论解进行了验证。分析了船舶辅机双层半主动隔振系统主要参数对系统主共振的影响。研究结果表明:阻尼系数和控制力对主共振时系统的振动传递率影响明显,振动传递随着阻尼系数、控制力的增加而减小;零力速度对系统振动传递率影响很小。     

船舶动力设备机械双层混合隔振自适应控制研究

船舶动力设备机械单层隔振装置能够减轻一部分振动噪声,但距动力设备较近的舱室其振动噪声明显,大量的振动噪声会直接影响船舶动力装置的使用寿命。为此提出船舶动力设备机械双层混合隔振自适应控制研究。利用物理减振层和电磁阻振层,搭建双层混合自适应控制隔板;依托Richard Henderson理论,构建双层混合自适应噪音控制算法,利用系统磁路完成双层混合隔振自适应控制研究。实验数据表明,提出的双层混合隔振自适应控制方法比单层隔振自适应控制方法振动噪声降低9倍,且船舶动力装置的使用寿命有效的延长。     

收放式减摇鳍装置襟翼驱动机构有限元分析

襟翼驱动机构是襟翼式收放式减摇鳍装置的核心机构之一,随主翼转动被动地驱动襟翼转动,可有效地提高减摇效果,因此它的受力情况直接影响着装置的性能和使用情况。在UG建模的基础上采用有限元软件对其进行计算分析,为襟翼驱动机构的设计提供的支撑。     

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。     

基于修改自适应算法(MLMS)的主动吸振模拟试验研究

利用一种由磁式主动吸振器与被动双层隔振系统结合成组合减振装置,针对船舶柴油机的振动特点,开发了基于MLMS算法的自适应控制器,并在模拟柴油机双层隔振组合减振台架上进行了减振效果试验。试验表明：该装置对柴油机振动具有良好的控制效果。