考虑基础柔性的隔振系统功率流特性分析

根据舰船机械设备安装特性及隔振要求,建立包含机械设备、隔振器和柔性基础的数学模型并对其求解,得到隔振系统在简谐激励下的响应及传递功率流计算公式,讨论了隔振系统中设备质量、隔振器刚度和阻尼、柔性基础刚度和阻尼等参数对隔振能力的影响。理论表明,适当增大机械设备质量、隔振器阻尼及柔性基础阻尼能提高系统隔振能力,较大的隔振器刚度不利于隔振,而基础板柔性对隔振系统的影响与激励频率有关,并给出了柔性基础隔振设计中参数选取的一般规律。     

一种基于钢丝绳隔振器和动力吸振器组合的隔振系统

将钢丝绳隔振器和动力吸振器通过支架、缓冲及限位块和钢丝绳隔振器连接为一个整体,形成新的隔振系统。动力吸振器的振子质量和阻尼板长度可调。实例中依据刚度和承载能力对隔振器进行选型,以力矩平衡为原则布置隔振装置,以降低位移响应为目标确定动力吸振器参数,运用有限元方法计算隔振效果。仿真结果表明,新的隔振系统既能解决低频段隔振,又可以消减连续隔振频率范围之外的单频激励响应。     

考虑斜置弹簧阻尼的船舶轴系纵振高静低动隔振器的建模研究

本文首先分析带连杆-弹簧并联结构的高静低动隔振器的静力学模型,得出高静低动隔振器的一阶刚度和三阶刚度表达式;其次,考虑斜置弹簧阻尼情况,利用有限元法建立起推进轴系-高静低动隔振器纵振隔振系统的动力学模型,运用谐波平衡法求解出系统的力传递率,并与采用龙格库塔法的数值解法进行对比验证;最后,结合船舶实际工况参数,分析其在叶频激励下隔振系统的隔振效果。分析结果表明,考虑斜置弹簧阻尼的高静低动隔振器隔振系统的低频隔振效果更好,随着高静低动隔振器的轴向阻尼增大,隔振系统在高频段的隔振效果变差。     

柔性浮筏隔振系统的理论建模与仿真研究

舰船浮筏隔振系统是舰艇、潜艇提高声隐身性能的重要技术途径之一,而功率流是评价隔振系统性能的有效实用方法,文章利用功率流作为浮筏隔振系统的性能评估方法,就筏架和基础结构的柔性变形对隔振效果的影响进行了理论与数值分析,发现在低频段刚性和柔性筏架的数值结果基本一致。还研究了负载质量、隔振器刚度和阻尼以及筏架和基础的结构损耗因子对隔振系统性能的影响。在文中的仿真研究中使用了Adams多体刚柔耦合建模仿真方法分析了浮筏的动力学特性,结果与理论解较为一致。     

舰船分散中间质量隔振系统振动特性建模

为探究中高频扰动下舰船隔振系统多维隔振的能量波动特性,考虑隔振器的分布参数特性和基础柔性,基于该动力耦合系统中子系统结构的导纳矩阵,推导系统能流传递函数,建立了复杂激励下分散中间质量隔振系统的分布参数解析模型。联系当前舰船隔振系统的应用,设置等中间质量的浮筏隔振系统作为参照组,研究了中间结构的波动效应、隔振器驻波及中间质量与机器质量比对系统振动能量传递的影响机理。分析表明,分散中间质量避免了中间结构的波动效应,降低了子系统间发生动力耦合的可能性;分散中间质量隔振系统可以明显降低目标频段隔振器驻波发生的几率,改善了高频隔振效果;在兼顾舰船设计空间和重量的要求下,适当增大分散中间质量可以拓宽该系统的有效隔振区间。     

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。     

基于功率流的偏心激励气囊隔振系统压力优化

针对柔性基础上偏心激励作用复杂机械系统,利用子结构导纳矩阵法建立机器-柔性基础被动隔振系统数学模型,理论分析隔振系统的功率流传递特性,探讨不同的激励位置对传递到基础的功率流的影响。计算分析表明,偏心激励下可以激发多个振动模态,激发的振动模态越多,传递到基础的功率流越大。对于给定的激励位置,可通过调节隔振器的刚度来改变隔振系统的模态以降低基础的振动。以传递到基础的功率流最小为目标,对气囊隔振器的压力进行优化。优化结果表明,对于偏心激励,最优分布压力不是均匀分布,随着激励位置的变化,最优的压力分布不同。     

基于改进FBS理论的浮筏隔振系统计算方法

高精度的隔振系统计算方法是开展隔振系统特性分析和设计的基础。将汽车领域中的FBS理论方法引入到舰船浮筏隔振系统的动态特性估算中,并针对现有FBS方法仅考虑隔振器的刚度和阻尼特性,而没有计入隔振器质量影响的不足,利用隔振系统力平衡以及速度连续性条件,在原有FBS理论的基础上,推导基于隔振器阻抗矩阵的浮筏隔振系统动态特性计算公式,从理论上消除隔振器特性等效所带来的误差。模型试验表明,相对于现有的FBS方法,改进后的计算方法在中高频段具有更高的精度,满足工程应用的需求。     

隔振器分布对浮筏隔振系统隔振性能的影响

目前,国内外对于浮筏隔振系统各个方面的研究都已很多,通常采用的是动力学建模及理论分析的方法。但此法通常是将隔振器简化为只有垂向刚度的弹簧和阻尼的单元,而忽略了隔振器的横向刚度及阻尼对系统的影响,简化模型与实际情况有一定差别,因此本文采用有限元法对浮筏隔振系统进行仿真分析。本文根据隔振器的选用及布置原则提出几种合理的布置方案,利用 ansys 有限元软件对提出的布置方案进行仿真,采用振级落差的隔振指标来评估浮筏隔振系统的隔振效果,为隔振器的布置方案设计提供一种思路。     

隔振器分布对浮筏隔振系统隔振性能的影响

目前,国内外对于浮筏隔振系统各个方面的研究都已很多,通常采用的是动力学建模及理论分析的方法。但此法通常是将隔振器简化为只有垂向刚度的弹簧和阻尼的单元,而忽略了隔振器的横向刚度及阻尼对系统的影响,简化模型与实际情况有一定差别,因此本文采用有限元法对浮筏隔振系统进行仿真分析。本文根据隔振器的选用及布置原则提出几种合理的布置方案,利用ansys有限元软件对提出的布置方案进行仿真,采用振级落差的隔振指标来评估浮筏隔振系统的隔振效果,为隔振器的布置方案设计提供一种思路。     

隔振器对舰船基座振动特性的影响

为了研究隔振器类型及布置方式对舰船基座振动特性的影响,针对舰船设备普遍采用隔振器与基座相连的连接方式,首先分析了隔振器刚度、阻尼等参数对舰船基座激扰力特性的影响,并以某船舶发电机组为例,基于有限元方法讨论了隔振器类型及布置方式对舰船基座振动特性的影响。研究表明,一方面,设备向基座传递的激扰力与隔振器刚度、阻尼及设备—隔振器—基座系统固有频率等密切相关;另一方面,隔振器类型及布置方式对基座振动特性也有较大影响。当激励频率较低时,隔振器布置方式对基座振动特性的影响相对较小;而当激励频率较高时,隔振器布置方式对基座振动特性的影响则相对较大。     

An investigation into the isolation performance of mono-and bi-stable systems

Motivated by the need for improving the isolation performance, many research studies have been performed on isolators with nonlinear characteristics. Based on the shape of their phase portrait, such devices can be configured as either a mono-or bi-stable isolator. This paper focuses on investigating the relative performance of these two classes under the same excitations. Force transmissibility is used to measure the isolation performance, which is defined in terms of the RMS of the ratio of the transmitted force to the excitation force. When the system is subjected to harmonic excitation, it is found that the maximum reduction of the force transmissibility in the isolation range using Quasi-Zero stiffness is achieved. When the system is subjected to random excitation, it has the same effect of Quasi-Zero stiffness. Further, optimum damping can be changed with stiffness and has minimum value.     

长方体形囊式空气弹簧刚度特性

空气弹簧是一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，它利用空气压缩的非线性恢复力和阻尼力来隔离振动和冲击。空气弹簧的刚度是随其变形量而变化的，因而由它组成的系统其固有频率与振幅有关。空气弹簧还具有自动避开共振，从而抑制共振振幅的特性。本文对长方体橡胶－帘布囊式空气弹簧进行了研究，从理论和试验两方面，对其垂向及横向刚度特性进行了探讨。假设空气弹簧的垂向刚度仅取决于内部气压，从工程热力学的气体多变方程出发推导了空气弹簧的垂向刚度。利用线性薄膜理论推导了长方体形囊式空气弹簧的有效承压面积。采用弹性力学的方法，解决了其由帘线交织而成的橡胶囊膜断面的横向切变形问题，推导了横向刚度。并对空气弹簧进行了试验研究。     

单和双稳系统相对隔振特性的研究（英文）

Motivated by the need for improving the isolation performance, many research studies have been performed on isolators with nonlinear characteristics. Based on the shape of their phase portrait, such devices can be configured as either a mono- or bi-stable isolator. This paper focuses on investigating the relative performance of these two classes under the same excitations. Force transmissibility is used to measure the isolation performance, which is defined in terms of the RMS of the ratio of the transmitted force to the excitation force. When the system is subjected to harmonic excitation, it is found that the maximum reduction of the force transmissibility in the isolation range using Quasi-Zero stiffness is achieved. When the system is subjected to random excitation, it has the same effect of Quasi-Zero stiffness. Further, optimum damping can be changed with stiffness and has minimum value.     

发动机隔振器的声振特性研究

研究发动机、隔振器、结构组成的系统振动与声辐射特性。综合考虑振动激励力与声压力,根据变分原理建立发动机-隔振器-平板结构-介质系统的动力学方程,由谐波平衡法推导耦合方程的解,研究隔振器的刚度、阻尼对系统振动与声辐射特性的影响规律。研究表明：隔振器的刚度对系统声振特性有重要影响;为了控制系统的振动与声辐射,应降低隔振系统的固有频率。研究结果可为发动机隔振器的声振优化设计提供理论依据。     

基于四端参数法的管路支架隔振性能研究

管路支架是管道与船体之间振动能量交互传递的通道,从隔振的角度可以把它看成是一种特殊的隔振器。利用四端参数法建立管路支架隔振系统的振动传递力学模型,推导管路支架的力和位移的传递率。在此基础上,分析管路支架的刚度、阻尼、管道弹性以及基础弹性等因素对力传递率和位移传递率的影响,并通过仿真计算验证了理论求解的相关结论。分析结果表明,管路支架的刚度是影响其隔振性能的主要因素,同时管道和基础的弹性也会产生一定的影响。     

船舶浮筏系统动力学特性的影响因素研究

在船舶浮筏隔振系统的动力学特性研究中，以往的刚体分析模型会在高频段造成很大误差，本文从基于有限元的弹性体模型出发，对隔振系统的多种方案进行了模拟激励下的响应分析，讨论了影响浮筏隔振性能的结构与材料因素，如隔振支承刚度与阻尼，筏体的刚与阻尼，浮筏基座刚度与阻尼等，通过船模实验验证了所建立的动力学模型，通过灵敏度分析得到振动传递率与各影响参数间的关系。     

阻尼对浮筏隔振性能的影响研究

以船用浮筏为研究对象,根据浮筏有限元分析时阻尼矩阵的形成机理,计算分析不同阻尼对浮筏隔振性能的影响。结果表明,隔振器阻尼在低频段能提高浮筏的隔振效果,在中高频段则对隔振效果起负面作用;材料阻尼在低频段起负面作用;瑞利阻尼和恒定阻尼比能改善隔振效果,并且在中高频段影响更为显著,此外,恒定阻尼比能够抑制振级峰值,使振级曲线更为光顺。     

单、双限位对隔振系统抗冲击特性影响分析

为进一步拓展限位器优化设计理论的研究思路,更好地发挥冲击隔离与限位的功能,利用有限元软件分析了限位类型对带限位隔振系统冲击特性的影响,对带限位隔振系统进行简化,将隔离器、矩形橡胶片、设备分别模拟为弹簧、矩形橡胶片和质量块；通过改变限位类型,对上侧无限位、下侧无限位、双限位的隔振系统分别建立有限元模型；同时对隔振系统施加冲击载荷,并分析设备的加速度响应和隔离器的相对位移响应；最后得到结论,一定条件下,下侧无限位较上侧无限位和双限位的限位模式的隔振效果更好,进一步证明了,上、下限位间隙不对称以及上下限位器刚度不一致的研究具有一定的意义,有助于隔离限位系统的优化设计。