共振转换器的动力反共振隔振理论与应用

共振转换器是一种有效的动力反共振隔振装置.文章建立了共振转换器的动力学模型,推导了共振转换器隔振系统的力传递率表达式,以此作为理论预测依据分析了其动力反共振隔振特性,并且讨论了相关参数影响,最后介绍了共振转换器在船舶轴系纵向减振方面的应用.仿真结果表明,共振转换器具有液压放大效应和反共振机制,在反共振条件下力传递率可以降低至极低水平,选择低粘度和低密度的流体介质可以提高隔振效果.轴系试验台测试结果显示,共振转换器在隔离宽带振动的同时,还可有效地消减轴系纵向振动的低频共振峰,具有很大的实船应用价值.     

船舶轴系共振转换器的非线性振动特性研究

共振转换器是控制轴系纵向振动的重要装置。利用该装置内的工作流体改变轴系纵向刚度和阻尼,达到减振的目的。减振装置内的流体压强随轴系纵向载荷而改变,从而影响共振转换器的减振效果。对安装共振转换器的轴系纵向振动有限元模型,考察减振装置的等效减振参数与内部流体工作压强的非线性关系。基于Wilson-θ法在时域内求解推力轴承基座处的纵向加速度响应,通过傅里叶变换在频域内分析轴系纵向振动特性,研究减振装置内的流体压强变化对减振效果的影响,并讨论结构尺寸与减振效果之间的关系。     

基于MR阻尼器的单自由度系统减振特性分析

在不同频率和振幅的正弦激励下,研究了基于磁流变阻尼器的单自由度弹簧阻尼系统的振动特性,分析了磁流变阻尼器的减振控制效果.主要通过建立磁流变阻尼器的振动实验模型,并在不同激励工况下测试了系统的振动特性.研究结果表明:系统在低频区30Hz内随着激励振幅和频率的提高减振效果越好,且激励频率对减振效果的影响更明显.当激励频率与系统一阶固有频率接近时,系统也具有良好的减振效果.     

船舶推进轴系纵向振动共振转换器的优化设计

[目的]在推力轴承上集成共振转换器(RC)可以改变轴系纵向振动的传递路径,衰减传递到基座的响应使轴系的固有频率避开螺旋桨叶频及其倍叶频激励力,从而实现减振、调频的目的。[方方法]为此,建立推进轴系纵向振动的力学模型,基于传递矩阵法计算桨轴系统的振动响应,以力传递率为指标,分析RC的主要参数对推进轴系隔振效果的影响,分别采用最大值最小化方法和曲线面积最小的参数修正方法,对RC的主要参数进行优化设计。[结果]研究结果表明:加装RC后,轴系的隔振效果得到了明显的改善,采用曲线面积最小修正的优化设计方法可使RC的减振调频效果更佳。[结论]通过对RC结构参数的合理设计能使减振系统获得优良的隔振效果。     

局域共振声子晶体板的减振降噪研究

针对船舶设备及结构的振动噪声控制问题,提出一种附加圆柱型振子的声子晶体板结构.基于周期结构的Bloch定理,采用有限元方法对声子晶体板的带隙特性进行计算,并通过振动传递率和隔声损失来描述声子晶体板的隔振及隔声效果,在此基础上分析了散射体几何参数及布置形式对隔振及隔声效果的影响.研究表明,声子晶体板在特定频率范围内具有很好的隔振及隔声效果,通过合理设计散射体几何参数及布置形式,可以实现结构的低频宽带隔振及宽带隔声,在船舶振动噪声领域中具有很好的应用前景.     

基于测试和动力特性推算的减振评估方法

文章提出了基于振动测试和动力特性推算的振动评估方法,探讨了船舶振动治理中无法进行强迫振动响应计算时所可采用的有效措施。针对典型有害局部振动问题,通过振动测试和三维有限元计算,找出主要的激励源,进而提出了合理的减振措施;基于文中提出的响应推算方法对不满足频率储备要求的减振措施进行评估,响应预报结果满足振动衡准,使该船得以顺利交船。在减振措施及效果评估方面取得了有益的经验,并对今后的船舶减振设计提出了建议。     

基于拓扑优化理论的船体座舱减振降噪研究

传统减振降噪方法通过改变结构刚度或质量,设立加助板减少噪声,花费多成本高。为解决这一问题,基于拓扑优化理论研究一种新的减振降噪方法。首先设立声场结构耦合系统,通过有限元分析改善船舶内部座舱声学特性,然后利用拓扑优化理论改变结构的固有频率,使固有频率与外部频率不同时发生,最后对结构质量和刚度进行优化处理。为检测方法效果,与传统减振方法进行实验对比。结果表明,基于拓扑优化理论的减振降噪方法不需要反复试验和修改,能够有效降低成本。     

舰船浮筏减振特性研究

舰船机械设备在运转时会引起船舶结构的强迫振动,造成船舶结构的损坏,降低船载精密设备的工作精度。因此,舰船隔振技术一直是船舶工业的研究热点。舰船浮筏是一种新型的弹性减振器,它利用弹性阻尼元件将船载机械设备与船体分离,使船载设备的振动无法直接传递到船体,并通过控制和吸收振动源的弹性波达到减振的目的。本文系统分析了舰船浮筏减振器的结构与原理,建立了舰船浮筏的有限元模型,对舰船浮筏的减振特性进行基于Ansys软件平台的仿真研究,并进行了舰船浮筏的相关参数优化。     

动力反共振液压浮筏的隔振特性分析

针对传统浮筏无法隔离振动线谱的工程问题,构建一种具有反共振特性的液压浮筏,对其隔振特性进行系统研究。采用流体力学理论推导了液压浮筏的特征方程,以主从系统耦合振动视角,阐明了液压浮筏耦合系统的解耦条件,建立了可供设计分析的简化模型。揭示了液压浮筏的反共振隔振机理是在于并联了具有液压放大效应的惯性元件,在液压浮筏固有频率处的惯性力抵消了弹性力而具有极低的力传递率。基于动力调谐优化方法开展了液压浮筏动力参数优化,并讨论了相关参数和安装方式的影响。研究表明,质量比是液压浮筏隔振设计的关键参数,决定了共振峰值和隔振带宽;安装方式的影响不大,宜将液压浮筏作为第二级隔振更佳。     

减振腔冲击特性的试验研究

某舰载核探测设备在爆破冲击作用下,易造成核心探测器件的破坏和失效,由此设计了减振腔结构以实现缓冲和减振.采用电动振动测试系统产生的半正弦冲击波,对减振腔进行了多组冲击载荷试验,获得了减振腔在输入系列冲击振动载荷下系统输入 - 输出特性的数据,通过分析计算得到了系统的减振比.结果表明,减振腔系统具有良好的抗冲隔振性能.     

轨道交通振动源强特性及减振措施效果实测分析

选取典型断面开展轨道交通振动源强特性和减振措施减振效果现场实测研究,为后续项目的 环境评价和减振措施的设计提供指导.振动源强建议为:当车型为B型车,轨道线路为普通扣件整体道床的直线线路,车速为62 km/h时,隧道壁的振动源强为78 dB.振动能量主要集中在31.5～100 Hz范围内,振动峰值出现在50～63Hz范围内.不同减振措施的减振效果和有效减振频段不同,其中:中等减振扣件隧道壁的减振效果为4.4 dB,主要减振频段为50～80Hz;梯形轨枕隧道壁的减振效果为9.0 dB,有效减振频段为40～63 Hz;钢弹簧浮置板隧道壁的减振效果为19.8 dB,有效减振频段为12.5～200 Hz.中等减振扣件和梯形轨枕的低频振动均有放大现象,存在结构噪声增大的风险,在减振设计中应予以特别关注.     

基于模态分析的局部约束阻尼减振设计

阻尼减振技术广泛应用于航海、航空领域,对于如何实现阻尼层的减重增效是重要的研究课题,合理的局部阻尼设计是1种有效的方法。以Ansys软件为仿真平台,以模态分析为基础,设计了1种基于模态振型的局部阻尼敷设方案。为了验证所设计的局部阻尼减重增效的性能,对1块4端简支的平板进行了模态分析,分别进行了局部阻尼和全局阻尼的减振设计,以复合结构的损耗因子和频响曲线为评价标准。仿真结果表明,所设计的局部阻尼可以在减轻阻尼层重量的情况下,达到较好的减振效果,对工程应用具有参考价值。     

基于模态分析和CFD的船用离心泵减振

某船用离心泵的较大振动水平严重影响船舶执行任务。通过对振动测试频谱数据的分析,结合泵安装及运行工况等实际情况,提出了造成泵振动偏大的可能原因是不合理的水力设计。联合采用模态分析和CFD的现代设计分析方法,对泵进行了改进设计。改进方案的分析结果表明,泵能够安全稳定的运行,泵内流体流动比较均匀,在设计工况下的运行状态良好。样机验证了仿真分析结果,其水力性能满足技术要求,振动水平大幅下降。     

对阻尼钢板结构减振特性的研究

钢板既是组成结构和机器的主要构件，也会产生严重的振动和噪声。解决这一问题的措施之一是采用阻尼钢板。作为阻尼钢板中的一种，强磁性阻尼钢板的使用效果尚未确定。有的观点认为，阻尼钢板用于结构内会造成阻尼性能下降。文中将利用波幅特征、通过S．D．E．比衰减能量法来探讨阻尼钢板用于结构时的阻尼特性，说明在设计阶段即可对结构内的阻尼特性进行预测．     

钹式换能器的共振特性研究

论文通过ATILA有限元软件建立了钹式换能器的二维轴对称模型,研究了2kHz～180kHz钹式换能器的共振频率随空腔顶部直径、空腔底部直径与空腔顶部直径之比、压电陶瓷片直径与空腔底部直径之差变化的规律,绘制出共振频率随各结构参数变化的曲线.结果表明,共振频率随着空腔顶部直径和空腔底部直径与空腔顶部直径之比的增大而减小,空腔顶部直径越大,共振频率变化范围越小,变化越不明显,共振频率随着压电陶瓷片直径与空腔底部直径之比的增大几乎呈线性变化关系,压电陶瓷片直径与空腔底部直径之差的变化对共振频率的影响不大,以上结论为设计不同共振频率的钹式换能器提供了理论依据.     

舰船多机组设备减振特性研究

根据船舶设计中提出的动力装置减振降噪的要求,以某船舶中经过不同方式隔振设计的多台辅机设备为研究对象,建立该舱室的有限元模型。通过数值计算分析不同隔振装置的减振性能。结果表明:用简化为弹簧和阻尼器的隔振器来模拟实际橡胶隔振器,隔振效果在高频段有一定差异,低频段影响不大。为了改进隔振效果,可以适当增大隔振体系安装平台的厚度及中间质量体的质量,并综合考虑对机组共同激励的影响。     

基于非线性吸振器的深水导管架平台减振特性研究

基于非线性吸振器原理对波浪激励下深水导管架平台振动进行减振研究。将平台和吸振器简化成两自由度系统,选取立方刚度,建立平台-非线性吸振器动力学方程,使用多尺度混合谐波平衡法,考虑外激励与固有频率1:1共振,求解运动方程的近似解析解,并使用数值方法进行验证;分析平衡解的稳定性和系统非线性响应特性,最后采用振动传递率对减振结果进行评价。结果表明,附加非线性吸振器的导管架平台运动响应出现非线性特性,在共振频率附近的大部分能量转移到了非线性吸振器中,从而实现很好的减振效果。     

基于非线性理论的海上平台空调机组振动预测与减振研究

基于非线性振动理论,建立振动预报方法.通过对空调机组振动的测试与分析,找出了该机组振动的主要激励源和有关影响因素.进而提出了具有针对性的改进措施和增加隔振器的方法,消除结构之间的半刚性连接,改变了海洋平台整体结构的固有频率,使之远离共振区域,取得了明显的减振效果.并通过现场勘探测量和计算,验证了振动分析方法.     

船体半主动控制减振及动力学特性研究

为减少船身结构振动,以某船舶动力学模型为研究对象,建立半主动磁流变阻尼器动力学模型,并将其与船舶运动模型相耦合,对其进行振动控制研究。研究表明:采用半主动磁流变阻尼振动控制方法能够有效减少船身振动,并且控制速度较快,稳定波动较小,效果较好。     

复合材料圆柱壳的波动特性研究

基于壳体理论,研究圆柱壳的频散特性以及相速度和群速度特性,利用数值方法求取特征方程的实数、虚数和复数根,分析其物理含义.研究表明,传播波的数量随激励频率的增加而增加,这些传播波的起始频率都是某一支近场波的截止频率.