船舶电力推进系统螺旋桨负载实时监测研究

通过对船舶电力推进系统螺旋桨负载的实时监测,提高对船舶电力推进系统的状态监测和故障分析判断能力,提出一种基于高阶统计量特征提取和串行D/A转换控制的船舶电力推进系统螺旋桨负载监测方法。采用振动传感器进行船舶电力推进系统螺旋桨的振动信号采集,振动信号能有效反映电力推进系统的负载特征,对采集振动信号进行时频分析和高阶统计量特征提取,以提取的特征量为测试集,进行负载监测的信号分析。在此基础上,基于ADSP21160处理器系统进行负载实时监测系统的硬件设计,通过D/A转换控制方法提高负载监测的实时性和准确性。仿真结果表明,该方法进行船舶电力推进系统的负载监测的实时分析能力较强,信号采集和输出的准确性较好。     

基于EMD的船舶动力系统振动信号分析

为了提高船舶动力系统的故障分析和诊断能力,需要对振动信号进行模态分解和特征分析,提取有用的信号特征量,实现故障检测,提出基于经验模态分解(EMD)的船舶动力系统振动信号分析方法,采用宽带非平稳信号建模方法进行船舶动力振动信号建模,采用匹配滤波检测器对振动传感器采集的原始信号进行降噪滤波处理,对降噪输出的信号进行经验模态分解,提取信号的所有局部极值点,用三次样条曲线分析方法提取振动信号的复包络,实现信号特征提取和分析。仿真结果表明,该方法提取的信号特征量能有效反映船舶动力系统的工况特征,实现船舶动力系统的运行状态实时监测和故障分析,信号分析的抗干扰能力较强。     

起重机回转冲击载荷的磁流变抑制策略

针对起重机回转传动系统在紧急启制动时产生的惯性冲击易导致回转齿轮损伤失效问题,提出了一种抑制起重机回转冲击载荷的新策略。将回转传动系统减速器输出轴与回转小齿轮用磁流变弹性体联轴器联接,通过控制联轴器的扭转刚度和阻尼特性调节系统的传动特性,实现对回转传动系统振动冲击响应特性的调节。本文建立了回转传动系统磁流变振动控制的动力学方程,通过数值实验方法和分析法研究了联轴器扭矩传递特性、阻尼耗能缓冲特性、齿轮啮合力变化以及传递效率等系统特性,预测了系统在定常及随机载荷激励作用下的动态响应和冲击载荷的磁流变抑制效果。结果表明,磁流变弹性体联轴器不影响起重机回转传动系统的扭矩传递能力和传动效率,可以显著地降低系统对冲击载荷振动响应的峰值,改善回转传动系统的抗冲击性能,提高传动系统的可靠性。     

发动机曲轴轴系多柔体动力学仿真及应力应变分析

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,并结合有限元分析技术,使用UG（Unigraphic）和ADAMS（Automatic Dy-namic Analysis of Mechanical Systems）建立了发动机曲轴轴系的动力学仿真模型;对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,得到发动机在一个发火周期内的曲柄销法向力和切向力等动态载荷,为下一步机体振动噪音特性研究提供可靠的边界条件;并从曲轴所受的载荷中找出3个载荷比较大的时刻,计算得到了其相应时刻的应力和应变分布规律,找出了曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态疲劳分析提供数据,为曲轴的优化设计提供参考.     

基于振动信号的船舶柴油机配气系统故障定位方法

针对船舶柴油机配气系统故障定位问题,提出一种基于振动信号的配气系统故障定位方法。分析配气系统故障发生的原因,并论证通过监测振动信号的变化来进行故障诊断是有效的。具体论述基于振动信号的故障定位方法,对振动信号进行时域特征分析。以柴油机的离线故障数据为例,对该方法的有效性进行验证,结果表明采用该方法能有效地对柴油机配气系统进行故障定位。     

电机组振动故障实时监视技术研究

电机组振动故障实时监视的系统,可用于发动机等船舶上大型电机设备的故障预测。利用高灵敏度的MEMS加速度传感器对振动信号实时采集,并配置专用的电机组振动监测设备进行实时的特性分析,判断电机的工作状态。文中设计的监测系统具有结构简单,灵敏度高等优点,可很好的应用于电机故障的监测中。     

船体分段钢结构焊接变形控制方法

船体分段钢结构焊接变形导致焊接工艺下降,提出基于极限强度应变动态调整的船体分段钢结构焊接变形控制方法。构建船体分段钢结构船体板和加筋板试件的载荷分析模型,通过累积塑性损伤和疲劳裂纹损伤特性分析,建立循环载荷幅值响应与裂纹分布的动态分布关系,根据单调载荷下船体板极限强度的应变特征分析和动态反馈调整,实现对船体分段钢结构焊接变形控制。测试表明,该方法提高了船体分段钢结构焊接的可靠性,降低变形屈服响应,提高极限承载性能。     

船舶传动装置多体动力学和有限元仿真技术

目前,传动装置振动计算多采用集中参数法,未将轴系振动(扭转振动、横向振动与纵向振动)以及结构振动进行综合分析,与实际情况有一定的差别。本文以典型双机并车装置传动(包括柴油机、高弹性联轴器、万向轴、传动齿轮、主轴与输出负载)为研究对象,应用多体系统动力学理论对其激励特性进行研究,为传动装置有限元动力学响应分析提供输入条件。在完成传动装置多体动力学仿真分析的基础上建立传动装置有限元分析模型,然后对传动装置进行轴系振动和结构振动有限元动力学响应分析,并进行试验验证。同时,讨论转速和隔振刚度对传动装置结构振动的影响规律。最后,通过总结,初步形成船舶传动装置基于多体动力学和有限元仿真的振动特性预估方法,以完善和充实传动装置的研究方法和理论。     

复杂轴承支撑结构动力学特性的有限元方法研究

复杂轴承支撑结构由多个子结构组合而成,从而形成多个接触面。研究表明,这些接触面的存在对结构的动力学特性有着显著地影响,其对振动信号的衰减与反射是振动信号提取过程中的一个难题。针对这个问题,建立轴承支撑结构的有限元模型,利用Ansys Workbench对结构进行模态计算和传递函数的计算,采用与整体结构对比研究的方法,考虑螺栓预紧力的变化对结构振动特性的影响,分析结构受冲击载荷激励时响应的特点。结果表明,随预紧力的增大,各阶模态呈增大趋势,螺栓结构对高频信号的衰减作用更加明显,轴承故障信号在复杂传递路径中难以有效的传递。     

复杂轴承支撑结构动力学特性的有限元方法研究

复杂轴承支撑结构由多个子结构组合而成,从而形成多个接触面.研究表明,这些接触面的存在对结构的动力学特性有着显著地影响,其对振动信号的衰减与反射是振动信号提取过程中的一个难题.针对这个问题,建立轴承支撑结构的有限元模型,利用Ansys Workbench对结构进行模态计算和传递函数的计算,采用与整体结构对比研究的方法,考虑螺栓预紧力的变化对结构振动特性的影响,分析结构受冲击载荷激励时响应的特点.结果表明,随预紧力的增大,各阶模态呈增大趋势,螺栓结构对高频信号的衰减作用更加明显,轴承故障信号在复杂传递路径中难以有效的传递.     

装船机俯仰回转液压站振动分析与改进

针对装船机俯仰回转液压站振动问题,基于振动时域分析理论,设计装船机俯仰回转液压站在线监测系统,通过对油泵和油箱加速度信号的采集和计算,以频谱图的形式实现振动信号可视化;对低压大流量溢流阀的液压冲击进行计算及振动波形求解,可排除补油溢流阀液压冲击对系统的影响;对液压站驱动电机及油箱采取减振的改进措施,可提升液压站系统整体的可靠性。     

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。     

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。     

船用挖掘式装载机工作机构振动特性研究

传统的振动特性研究方法所得结果可靠性低,为了解决这个问题,提出船用挖掘式装载机工作机构特性研究。应用牛顿定律微分方程,确定船用挖掘式装载机工作装置外载荷,再利用相角表示法处理随机信号,得出各弹性组件的隔振频率,在此基础上,用有限元模型,确定船用挖掘式装载机工作机构各部件振动特征,通过分析振动特征,可知船用挖掘式装载机工作机构振动特性与噪声有直接关联,由此,完成船用挖掘式装载机工作机构振动特性研究方法的设计。最后,通过可靠性实验测试证明,所提方法可靠性更高。     

基于结构动力学特性的高桩码头横向排架传感器优化布置方法

为了对高桩码头结构健康监测系统中的传感器布置提供理论指导,提出了一种基于结构动力学特性的传感器优化布置方法。在对高桩码头代表性结构单元横向排架进行结构动力学分析的基础上,运用模态应变能法选择高桩码头横向排架传感器初始测点;建立初始模态矩阵,然后利用模态置信度法和序列法对模态矩阵进行迭代、优化,确定传感器测点布置。建立了单个横向排架的数值仿真模型,利用传感器优化布置方法得到横向排架7根桩基的传感器测点布置结果,并对测点布置进行评估。模态向量间的夹角趋于正交,传感器布置方案有效,证明该传感器优化布置方法适用于高桩码头的传感器优化布置。     

卷筒转速调谐的起重机振动控制机理研究

针对起重机的结构振动问题,提出一种基于卷筒转速调谐的起重机振动控制方法,其原理是通过调整起升和变幅机构的卷筒转速产生期望的阻尼,实现对随机载荷激励下结构动态响应峰值抑制。通过建立起重机变幅平面内两自由度动力学方程,求解方程得到固有频率、振型、响应等特性,最终得到基于卷筒转速调谐的起重机振动控制方程,是开展随机激励下起重机振动控制策略和算法研究的理论基础及将该方法应用于工程实践的关键。     

海上航行横向补给高架索道动态特性分析研究

海上航行横向补给高架索道动态特性分析研究是横向补给系统理论研究的重点之一。本文基于多体动力学软件MSC.ADAMS,建立了高架索道系统的动力学模型,采用数值分析方法,对高架索道动态特性进行了相关分析研究。     

透平货油泵健康监测系统设计与实现

针对透平货油泵容易出故障、维护成本高等问题,设计并开发透平货油泵健康监测系统,实现对设备关键部件的状态监测及报警,以减少故障、降低维护成本。根据可靠性分析结果,清理出透平货油泵系统可能存在的薄弱环节,并实施相应的物理量监测。监测系统将控制系统PLC采集数据、振动数据采集卡采集数据及油液监测采集数据统一到一个监测软件平台中,实现对所有监测变量集中式的数据采集、信号处理、数据分析、特征提取、监测报警、数据存储及历史数据回放等功能。试验结果满足设计需求。     

爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统抗冲性能优化方法研究

本文研究水下非接触爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统冲击响应动力学建模、计算方法及减振系统优化设计方法。首先通过缩聚梁建模方法建立了某高压气瓶及其管道系统动力学计算模型,使用动态设计分析方法分析该系统承受冲击载荷时的动响应特性。为实现高压气瓶及其管道系统优化设计,基于ISIGHT软件搭建优化平台,通过二次序列规划等优化算法,对高压气瓶及其管道系统多个隔振器刚度进行组合优化设计,提高了高压气瓶及其管道减震系统的缓冲抗冲隔振能力。     

南京长江大桥横向振动激振源的确定

列车通过桥梁,引起桥梁横向振动是一个复杂的车桥时变系统动力学问题.本文以南京长江大桥为背景,分析了结构的自振特性值,结合实测资料,在统计数据的基础上,反复迭代计算,拟合出不同车速下的人工横向振动波,从而确定出车桥时变系统随机分析的激振源。