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。     

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。     

船用磁悬浮隔振器建模和鲁棒性研究

振动噪声是影响海军舰船战斗力的一个重要因素,本文针对舰船舱室的特殊应用环境,得到了影响隔振器稳定性的主要外部因素是环境噪声干扰和冲击干扰,采用实验建模得到的磁悬浮主动隔振器初级通道和次级通道脉冲响应模型进行了滤波x-LMS算法控制下的鲁棒性仿真。仿真结果验证了脉冲响应模型的有效性,也证明了磁悬浮主动隔振器具有很强的鲁棒性。     

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.     

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。     

一种复合式非线性低频隔振器的隔振特性分析

抑制舰船动力设备的低频振动是一个热点问题。利用斜置式惯容结构获得非线性特性,并将其与经典ISD(inerter-spring-damper)隔振器相结合,构造一种复合式非线性低频隔振(CNI)系统。基于谐波平衡法对谐波激励下隔振系统的稳态响应及力传递率进行分析,研究惯质比和弹簧刚度对于隔振效果的影响,并与经典ISD隔振器及经典QZS(quasi-zero stiffness)隔振器进行对比。结果表明,该复合式非线性低频隔振器拥有更宽的隔振频带及更优的力传递性,这些发现能够为舰船低频隔振器的设计提供新的思路。     

磁悬浮主被动混合隔振器静稳定性分析

磁悬浮主被动混合隔振器是一种正负刚度并联的弹性结构。针对该结构存在的稳定性问题,建立了某型磁悬浮主被动混合隔振器的刚度模型。基于虚功原理,推导出判定弹性系统静稳定性的刚度准则。运用该准则,结合混合隔振器的刚度模型分析了该主被动混合隔振器的静稳定性。理论和实验结果表明,该混合隔振器在工作位移内,系统刚度为正,混合隔振器是静稳定的。     

基于接触算法的气囊隔振特性分析及简化

为了对舰用气囊隔振器隔振特性进行评估,使用ABAQUS软件计算了不同安装方式的隔振器系统的前20阶固有频率,并在此基础上进行了频率响应分析,得出不同安装方式对隔振性能的影响。在总结精确有限元模型计算结果的基础上提出了囊式空气弹簧隔振器的简化有限元模型建立方法。分析计算的结果表明:通过有限元数值仿真计算能够全面地分析囊式空气弹簧隔振器的隔振特性。文中研究对于舰用囊式空气弹簧隔振器的隔振模型及设计有一定的参考价值。     

聚氨酯隔振器试验建模与参数辨识

通过试验与理论相结合的方法,对聚氨酯隔振器进行动态特性研究,建立了隔振器的非线性弹性复合阻尼模型,该模型将恢复力分解为非线性弹性力和非线性阻尼力两部分,并用试验数据辨识出了模型中的参数.对比理论与试验结果表明:所建立模型能够很好地描述隔振器的非线性迟滞特性,为以后隔振系统动态特性研究奠定了良好基础.     

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。     

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。     

马脚隔振器底部螺栓紧固力矩对振动传递影响试验研究

为了解弹性马脚隔振器底部螺栓紧固力矩对系统振动传递特性的影响,选取某型船舶上典型管’路为研究对象,进行弹性马脚隔振器底部螺栓安装紧固力矩变化对系统振动传递影响的试验研究。结果表明,弹性马脚能够抑制管路振动向船体的传递,并具有比较明显的隔振效果。调整隔振器底部螺栓紧固力矩时,对弹性马脚隔振效果及船体结构振级影响不大。     

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．     

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。     

基于数值试验的减振器阻抗特性研究

基于四端参数法分析了计及高频波动效应的圆柱型橡胶减振器的阻抗特性,以E型和BE型减振器为研究对象,通过合理的建模技术,借助有限元软件数值计算该减振器的机械阻抗。在此基础上,探索加载对减振器机械阻抗的影响规律,所得的计算结果与减振器的实测特性相符。该文为后期减振器的研制及其阻抗特性的确定提供计算方法。     

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。     

Research on cylindrical shell vibration reduction systems

Longitudinal and horizontal vibration must both be reduced in an effective vibration isolation system. We present a cylindrical shell vibration isolator as a dynamic system composed of four springs and dampers. Vibration is directly produced by the motion of machinery, and more is subsequently generated by harmonic frequencies within their structure. To test the effectiveness of our isolator, we first determined equations for the transmission of vibration from the machine to its cylindrical shell. Damping effects produced by the vibration parameters of our system are then analyzed.