负泊松比超材料隔振基座的实船应用分析

文章主要研究负泊松比超材料隔振基座在实船主机减振中的应用。通过数值计算方法,分别对内六角蜂窝型和星型超材料结构隔振基座的力学性能进行分析,并在整船有限元计算中对比分析隔振基座的隔振性能。研究表明,负泊松比超材料隔振基座的静力学性能与传统基座类似,隔振性能相比传统基座有明显提升,可以实现船用主机低中频段的隔振和主机基座设计的轻量化。     

负泊松比超材料隔振基座的实船应用分析

探索负泊松比超材料隔振基座在实船中主机减振应用。通过数值计算方法,分别对内六角蜂窝型与星型超材料结构隔振基座的力学性能进行分析,并在整船有限元计算中对比分析了隔振基座的隔振性能。研究表明,负泊松比超材料隔振基座的静力学性能与传统基座类似,隔振性能相比传统基座有明显提升,可以实现船用主机低中频段的隔振和主机基座设计的轻量化。     

筏架和基座特性对浮筏隔振效果的影响

从浮筏隔振系统中各子系统的广义四端参数矩阵入手,推导振级落差的计算方法。在此基础上,以某型发电机组浮筏隔振装置及其船体基座为研究对象,进行数值仿真,探讨筏架与基座对隔振效果的影响。结果表明,基座结构会对隔振效果产生较大的影响,而筏架结构对隔振效果的影响较小。     

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。     

基座设计对隔振效果的影响分析与优化方法研究

本文详细探讨了基座设计对隔振效果影响,并提出在不改变基座结构形式和保持总质量基本不变等前提下,通过优化基座结构变量提高基座首阶弹性频率以提高基座阻抗的方法。利用提出的方法进行某柴油发电机组浮筏隔振装置的实船基座优化实例分析和验证,结果表明,所提出的基座优化方法可以有效提高基座的弹性模态频率,从而达到提高基座阻抗和降低基座振级的目的,对工程应用中提高隔振装置性能具有较好的参考意义。     

浮筏隔振系统有限元模型中基座的等效方法

在浮筏隔振系统中,由于实际基座模型和边界条件比较复杂,其有限元模型通常难以建立。提出基座的等效方法,首先测试基座安装点的原点导纳和传递导纳,然后根据有效点导纳的方法,将各安装点之间的耦合进行简化,将基座等效为多个独立的支撑单元,构成浮筏隔振系统完整的有限元模型。建立等效的浮筏隔振系统有限元模型,估算等效前后两种浮筏隔振系统有限元模型的隔振效果,等效模型的计算结果与参考模型较一致,不论是振级落差的总体趋势还是峰值点,都比较吻合,计算出的振级落差总级相差1.5 dB左右,可以满足工程实际要求。     

平台柴油机集成减振隔声装置的设计与试验

为了提高平台主机减振和隔声效果,以某船用柴油机为研究对象,开展浮筏-隔声罩集成减振隔声方案设计。建立系统有限元模型,计算柴油机额定转速下的振动响应和振级落差,对浮筏隔振性能进行初步评估。通过模型试验,进一步评估了安装浮筏、隔声罩后的减振和隔声效果。结果表明,采用集成减振隔声装置后,柴油机机脚-基座的横向、纵向及垂向的隔振效果明显提高,并且改善了原始单层隔振方案中能量集中频段的噪声,隔声效果显著,设备空气辐射噪声得到了较好的控制。该集成减振隔声方案试验效果明显,可为深水半潜式支持平台主机的减振隔声集成设计提供参考。     

加载条件下基座导纳测量的误差分析

裸基座导纳是隔振设计的重要参数，但工程中常需要在设备安装状态下测量基座的导纳，这会给基座导纳测量带来误差。对单个安装点的情况(低频时成立)从理论上证明，这种误差在某些条件下可以忽略。即设备刚性安装时基座阻抗应远大于设备机脚阻抗；弹性安装时若基座阻抗远大于隔振器阻抗，则在远大于设备安装频率的频段可忽略误差；若基座阻抗远大于机脚阻抗，则在设备无共振的频段可忽略误差。这些条件在工程中比较容易得到满足，因此结论对工程中导纳的测量有实际指导意义。     

设备安装对基座导纳测量的影响研究

裸基座导纳是隔振设计的重要参数.工程中常需要在设备安装状态下测量基座的导纳,这会给基座导纳测量带来误差.本文针对单个安装点的情况(低频时成立)从理论上证明了这种误差在某些条件下是可以忽略的,即设备刚性安装时基座阻抗应远大于设备机脚阻抗;弹性安装时若基座阻抗远大于隔振器阻抗,则在远大于设备安装频率的频段可忽略这种误差;若基座阻抗远大于机脚阻抗,则在设备无共振的频段亦可忽略这种误差.这些条件在工程中比较容易得到满足,因此本文结论对工程中导纳的测量具有实际指导意义.     

考虑振级落差要求的齿轮箱基座优化设计

对某新型齿轮箱基座采用结构动力学优化方法进行设计改进,建立了考虑指定频率区间内振级落差性能要求,以基座重量为目标函数的齿轮箱基座尺寸与拓扑优化设计模型.通过两种优化方案,使新型基座低中频段振级落差由5dB提高到12dB,找到对振动传递影响较大的肋板和减振效果良好的结构拓扑形式.     

一种具有宽带隔振性能控制器的理论设计

本文对双层事振主动控制系统进行了理论分析，通过对系统力传递率的推导，采用上层质量响应变量作为控制器输入参数的方法来构造具有宽带隔振性能的控制器，理论分析表明采用该控制器的系统具有无条件的稳定性，对采用本文构造的控制器的双层隔振系统进行了主动隔振仿真研究，仿真结果表明采用该控制器的主动隔振系统对各种激扰力都具有理想的隔振性能。     

双层隔振系统单神经元自适应PID控制器

通过推导双层隔振主动控制系统的力传递率，分析了反馈信号的选择对力传递率的影响，指出了双层隔振PID主动控制系统应采用速度或加速度作为反馈控制信号。在此基础上采用单神经元PID控制器对双层隔振系统进行了主动控制仿真，表明该方法对双层隔振系统进行主动控制的可行性，提高了双层隔振系统的隔振能力。     

刚性阻振质量阻隔振动波传递特性数值研究

基于阻抗失配原理,从波动角度分析了刚性阻振质量阻隔振动波传递的特性,并利用有限元法数值研究了重量及截面形状参数对刚性阻振质量隔振性能的影响。结果表明:刚性阻振质量能有效隔离中高频振动波的传递,且其重量越大,隔振效果越好,而对低频振动波则几乎不起隔离作用;对于矩形截面的刚性阻振质量,适当增大其截面高度同时减小截面宽度,可有效提高刚性阻振质量的隔振降噪效果,这对刚性阻振质量在船体结构减振降噪中的应用具有一定的参考意义。     

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。     

隔振器布置和安装研究

在舰艇上安装隔振器的要求是非常严格的,但目前国内缺乏相应的行业标准.文章研究了隔振器安装前的试验、排列规则和隔振装置的安装要求,以及主发动机、辅机及其基座的安装工艺与技术要求等,对工程实际应用具有一定的指导意义.     

Adaptive vibration isolation system for diesel engine

An active two-stage isolation mounting, on which servo-hydraulic system is used as the actuator (secondary vibration source) and a diesel engine is used as primary vibration source, has been built. The upper mass of the mounting is composed of a 495 diesel and an electrical eddy current dynamometer. The lower mass is divided into four small masses to which servo-hydraulic actuator and rubber isolators are attached. According to the periodical characteristics of diesel vibration signals, a multi-point adaptive strategy based on adaptive comb filtered algorithm is applied to active multi-direction coupled vibrations control for the engine. The experimental results demonstrate that a good suppression in the effective range of phase compensation in secondary path (within 100Hz) at different operation conditions is achieved, and verify that this strategy is effective. The features of the active system, the development activities carried out on the system and experimental results are discussed in the paper.     

舰船刚性阻振质量基座中频振动特性研究

有限元与统计能量混合法(FE-SEA)将计算低频响应的有限元法(FEM)与计算高频响应的统计能量法(SEA)结合起来,有效解决了FEM计算量大而SEA计算不准的中频域问题。提出在舰船弹性基座中引入刚性减振器,即在舰船基座与船体结构连接部位布设刚性阻振质量,并采用基于FE-SEA混合法的VA One软件对舰船刚性阻振质量基座的中频振动特性进行了研究。结果表明,刚性阻振质量对中高频结构噪声可起到明显的隔振作用,而对低频结构噪声的减振效果则不明显,甚至没有减振效果,这对刚性阻振技术在实艇基座减振降噪设计中的应用具有一定的实际工程价值。     

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。     

新型隔振缓冲系统的研究

隔离低频振动,隔振器刚度要求较小,抗冲击刚度要求较大,一般的隔振缓冲系统无法满足要求.为解决这一矛盾,文中在对隔振缓冲系统结构静态特性和动态特性分析的基础上,通过调节结构参数,按设备隔振缓冲的要求,设计了一种既能隔低频又能抗冲击的新型隔振缓冲系统,可广泛用于船舶、车载设备和浮筏的隔振抗冲击中.