船舶舵机基座轻量化设计

[目的]研究将结构优化设计方法运用于船舶基座轻量化设计的流程及其效果。[方法]选用船舶常用舵机基座为研究对象,利用结构优化软件Hyperworks建立模型并进行优化设计。分析板厚对应力的灵敏度,通过将整体式基座改为柱状式基座并辅以尺寸优化以及拓扑优化手段,获取更为合理的基座形状、板厚分布以及减轻孔位置,从而最终获得最大的轻量化效果。[结果]结果表明:将整体式基座改为柱状式基座,能使该型基座减重12.61%;进一步进行尺寸优化后,该型基座取得了36.6%的减重效果;进行更进一步的拓扑优化后,该型基座更是取得了减重37.7%的显著效果。[结论]所提的轻量化设计流程和方法能为船舶辅助装置实际工程中的轻量化设计提供参考和思路。     

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。     

多吨机拖船拖缆机基座区域结构局部强度优化分析

针对拖缆机基座区域结构局部强度优化分析方法得到的基座损伤数值较大问题,研究多吨机拖船拖缆机基座区域结构局部强度优化分析方法。以不影响考察单元计算结果为准则,设定基座区域结构边界条件,基座金属材料应力-应变间的数量关系,有限元模拟区域强度,配比硬化指数为不同海况的强度失配因子,最终实现局部强度优化。设定基座区域应力参数,模拟海况数值进行实验。结果表明,文中设计的强度优化分析方法得到的基座损伤数值最小。     

船舶基座阻尼材料敷设优化及实验研究

[目的]船舶基座结构是船舶减振的重要设备,为提高基座结构的减振效果,在结构表面敷设阻尼材料是常用手段。[方法]以基座结构的加速度振级落差为评价指标,应用各向正交惩罚材料密度法(SIMP),建立自由阻尼材料的拓扑优化数学模型。在优化模型中,其约束条件是确保在阻尼材料总使用量一定的情况下实现阻尼材料在基座结构表面的最优分布。最后,以某型船的主机基座为例,在建立的有限元模型的基础上,开展基座结构阻尼材料拓扑优化的数值计算,并利用基座模型实验的方法对拓扑优化数值计算结果进行实验验证。[结果]经验证,获得了阻尼材料的最优敷设方案。[结论]所得成果对船舶基座结构设计和复合材料的应用具有一定的参考价值。     

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.     

舰载雷达稳定平台基座优化设计

本文对某舰载雷达稳定平台基座在船摇、风载和振动载荷作用下的受力情况进行分析和计算。运用有限元技术对原基座的载荷分布进行分析,同时对基座进行结构优化设计。通过对优化后基座的有限元分析计算表明其满足减重要求和船摇、风载和振动条件下的强度设计要求。     

12000吨自航全回转起重船强度分析和评估

以某12000吨起重船为研究对象,针对典型工况建立了三舱段与起重基座有限元模型,对其总纵强度和起重基座局部强度进行强度分析,得到了应力评估结果。在此基础上,分析了起重机圆筒式基座的受力特点,提出了关于结构设计的若干合理建议。相关结论对同类型船舶的结构优化设计具有参考意义。     

柴油发电机组基座试验模态分析与有限元分析

使用有限元分析软件 ANSYS,对柴油发电机组基座在自由-自由边界条件下进行了有限元模态分析,获得了各阶模态参数,并与试验模态分析结果进行了对比,验证了有限元模型的正确性,进而为基座的结构优化设计提供了依据.     

4500 t油船锚机绞车基座结构强度分析及拓扑优化

针对建立的4 500 t油船船首锚机、船尾绞车基座模型,根据中国船级社相关规范,采用Ansys软件中的静力分析模块对锚机绞车结构强度进行校核,并对结果展开分析。将拓扑优化思想引入锚机绞车基座结构设计过程中,运用Ansys软件中的拓扑优化模块对锚机绞车基座进行结构轻量化拓扑优化设计。结果表明,锚链绞车基座结构在甲板上浪载荷、锚链45%破断载荷及掣链器80%破断载荷的工况条件下均符合设计要求。最大应力均处于基座与船体接触部位,在设计安装时需要特别注意。在保证结构刚度与强度的情况下,经拓扑优化的基座结构符合设计要求,其质量减少约20%。     

某型扫雷舰主机基座阻尼结构优化研究

采用理论计算和试验相结合方法,进行基本钢结构不同阻尼处理形式的减振效果分析,通过基座阻尼结构的优化研究和基座模型阻尼结构的试验研究,选择综合效果好的阻尼结构形式。对其他动力设备基座的阻尼结构优化设计具有较好的借鉴作用。     

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。     

柴油机的半弹性安装及其在1 100 TEU集装箱船上的应用

本文介绍并分析柴油机半弹性安装的原理和在1100TEU集装箱船上的应用,并比较其与刚性安装和弹性安装的不同之处,可供选用参考。     

基于有效点导纳的机械设备激励特性的转换关系研究

针对机械设备安装到位后的振动预估问题,提出了一种基于有效点导纳的机械设备激励特性的转换方法。首先通过有效点导纳法将多点安装设备简化为多个单点安装设备,简化各个机脚之间的耦合作用;然后用自由速度作为设备的激励特性参数,建立不同安装基座的机械设备激励特性的转换关系;最后用弹性安装的电机进行了实验验证,将转换后基座振速的估算值与测量值进行对比分析。结果显示频率在20~1 000 Hz之间时,估算值总级的误差小于3 dB,表明该转换关系能够有效预估机械设备安装到位后的振动。     

基于重根模态特性的舵桨电机振动

针对某型船全回转舵桨电机出现的振动超标问题,通过振动位移传递分析发现电机-基座系统存在一对重根模态,且系统在1/2倍电磁频率附近产生共振。采用振动特性实时测试技术,对振动传递路径进行灵敏度分析,以识别电机振动源。基于PATRAN的模态分析结果,验证了电机-基座结构在17Hz附近存在一对重根模态,并对电机安装基座开展优化设计以避开电机-基座系统的共振频率。结果表明,电机顶部的振动速度从22 mm/s降低至8 mm/s。将有限元法与振动实测技术相结合,可有效解决舵桨电机的振动问题,对立式电机、全回转舵桨推进器等结构的设计与安装及类似振动故障问题的解决,具有一定指导意义。     

表面贴装技术中对印刷电路板的设计要求

表面贴装技术是第四代电子装联技术。要保证表面贴装技术中的焊接质量,必须重视印刷电路板的设计。根据我所引进的表面贴装技术设备的生产现状,对表面贴装技术中的印刷电路板的设计提出一些要求。概略介绍对印刷电路板的基准标准点设置、定位孔与组合板设计、贴片元器件布置以及布线与焊盘设计的要求。     

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。     

加筋圆柱壳水下爆炸动响应数值模拟

圆柱壳是潜艇和海洋工程结构物广泛采用的结构单元,研究其水下爆炸动响应有助于深入了解圆柱壳结构的失效规律和机理,对于提高潜艇的生命力和战斗力有着重要的意义.本文首先研究了采用ABAQUS软件的水下爆炸载荷模型和计算参数的选取范围,然后选取加筋圆柱壳舱段为研究对象进行水下爆炸数值模拟,计算得出基座的冲击环境与试验数据吻合良好.本文进一步对圆柱壳在水下爆炸条件下的动响应规律进行了研究,得出了结构不同部位冲击动响应和冲击环境,并对不同部位冲击环境的差异进行了分析,得出了复杂圆柱壳结构在水下爆炸作用下的动响应和冲击环境规律.     

传感器安装偏差对功率流测试误差的影响分析

为分析传感器安装偏差对功率流测试误差的影响,将安装偏差分解为位置偏差和角度偏差两个部分,并分别基于互功率谱法和波分解法建立传感器安装偏差与功率流测试误差之间的数学模型。仿真分析结果表明：所建立的互功率谱法和波分解法功率流测试误差模型完全一致;位置偏差对功率流的影响由两个传感器位置偏差之差决定,角度偏差对功率流测试误差的影响与频率无关,但始终使得功率流向更小的方向变化,而总误差为两种安装偏差各自产生误差之积。     

主机弹性支撑安装技术研究

新型航天测量船作为典型的高科技船,为适应航天测控工作环境和乘员舒适性要求,其主机选用了带弹性减振块的弹性支撑安装技术。本文主要介绍了该弹性支撑安装技术的要点及解决方案。     

AVL Excite在动力总成悬置系统设计中的应用

为提高动力总成悬置系统设计效率,运用动力仿真软件AVL Excite对发动机实际振动状况进行模拟,以选出最佳的橡胶悬置组合方案。实验结果表明,仿真结果能够反映实际的隔振状况,应用AVL Excite进行动力总成悬置系统的设计是有效的,能够减少实验次数。