基于有限元动力计算的浮筏隔振系统功率流研究

结构在中、低频段的振动功率流计算大多采用导纳法,而复杂结构的导纳采用解析方法不易求得.给出了基于结构有限元动响应分析的振动功率流计算方法,采用该方法推导了一典型浮筏隔振系统的传递功率流表达式,编程计算对比了2种隔振方案(橡胶方案、气囊方案)的传递功率流和隔振效果.该方法对此类复杂浮筏隔振系统的设计有一定的指导作用.     

基于传递功率流评价的船载精密仪器隔振系统

针对现有船载精密仪器普遍采用的单层隔振结构的隔振效率不高、隔振效果不佳的缺点,以船载激光雷达为隔振对象,将浮筏结构作为隔振形式,将传递功率流作为评价指标,采用有限元分析方法讨论隔振结构在不同方向外激励作用下的隔振效果,并采用拓扑优化方法对浮筏结构中间阀架进行减重优化.结果表明,船载仪器设备在海洋环境下受到的激振频率作用的主要方向是垂直方向;采用浮筏隔振结构的船载仪器设备在低频段的振动作用能明显下降;采用拓扑优化后的隔振结构能在减小中间阀架质量的同时提高观测仪器的精度,并延长其使用寿命,验证了优化方法的正确性.     

浮筏隔振系统功率流的矢量四端参数方法

针对多输入多输出的复杂浮筏隔振系统,建立了多方向耦合振动传递的矢量四端网络参数模型.给出了浮筏各个子结构的矢量四端网络参数矩阵,为浮筏隔振系统各个层面的振动传递和噪声预报提供了工程估算方法.通过具体算例,数值分析了浮筏各子系统结构参数变化对基座输入功率的影响.使用该方法可以方便地得到浮筏隔振系统各个层面的振动和噪声功率特征参量,并可推广到结构更加复杂的振动系统的计算分析.     

船机共筏隔振系统传递功率流计算

用传递矩阵法推导了船上各种动力源共用一张平置式浮筏的功率流计算方法,并对双机共筏作了实算。     

浮筏隔振系统拓扑优化减重研究

随着隔振技术的发展,采用浮筏隔振装置已成为控制舰艇机械振动的重要措施。浮筏筏体的结构和质量差异,对其隔振性能有较大影响,而且应用浮筏隔振必然占用更多重量、空间等资源,增加舰艇总体的负担。本文采用拓扑优化方法对浮筏隔振系统进行优化,设计了新的筏体结构,同时采用功率流的分析手段研究了振动能量在浮筏隔振系统中传递的特性,通过数值仿真结果可以看出本文优化的筏体结构在重量减轻的情况下,仍具有较好的隔振性能,验证了拓扑优化方法用于浮筏结构优化和减重的可行性,具有极其重要的工程应用价值。     

浮筏隔振系统隔振性能优化设计研究

建立了板式浮筏隔振系统有限元模型,用有限元直接法计算了隔振系统对动力学激励的加速度响应,以中间筏架各局部厚度为设计变量,以中间筏架重量为约束,以减小弹性基础振动、增加振动隔离为目标建立了优化数学模型,用可行方向法实现了隔振系统的优化设计。实例结果表明,隔振系统的优化设计可在筏架重量不增加、通过重新分布筏架的重量就可以减小基础的振动,增加浮筏系统的隔振性能;优化后基础的振动显著降低,极大地提高了隔振系统的隔振性能。     

柔性浮筏隔振系统的理论建模与仿真研究

舰船浮筏隔振系统是舰艇、潜艇提高声隐身性能的重要技术途径之一,而功率流是评价隔振系统性能的有效实用方法,文章利用功率流作为浮筏隔振系统的性能评估方法,就筏架和基础结构的柔性变形对隔振效果的影响进行了理论与数值分析,发现在低频段刚性和柔性筏架的数值结果基本一致。还研究了负载质量、隔振器刚度和阻尼以及筏架和基础的结构损耗因子对隔振系统性能的影响。在文中的仿真研究中使用了Adams多体刚柔耦合建模仿真方法分析了浮筏的动力学特性,结果与理论解较为一致。     

浮筏安装姿态对机械隔振系统性能的影响

以某型船舶某舱浮筏为研究对象,开展不同安装姿态下隔振系统的性能试验。比对分析在理想平行度和最大平行度下浮筏的振动传递性能,研究平行度对系统振动传递性能影响显著的样本范围及单个方向平行度误差对浮筏振动传递性能影响的规律,为某舱浮筏安装工艺提供参考。     

电站浮筏隔振性能研究

浮筏是一种隔振装置，而影响隔振效果的因素有很多。通过运用MSC/PATRAN，建立了船用电站浮筏的有限元模型，设置了影响浮筏隔振性能的各种不同参数，包括筏架的质量、刚度、结构阻尼、隔振器的刚度等，并利用MSC/NASTRAN计算出了不同参数状态下的振动加速度，通过对计算所得的隔振传递率进行比较分析，找出了最优隔振性能参数，得出了一些有益的结论。     

浮筏隔振系统隔振效果有限元估算方法

针对船用浮筏隔振系统,基于有限元法建立了一种浮筏隔振系统的有限元模型,采用振级落差方法估算了浮筏隔振系统的隔振效果,并与试验结果进行了对比,振级落差理论估算与实测值基本一致,在一定精度范围内能满足工程要求.     

潜艇浮筏隔振系统的半主动变结构控制

对带有电流变液智能阻尼器的双层浮筏隔振系统设计了一种半主动输出反馈变结构控制器。根据滑模运动方程稳定的 Hurwitz 判据选择滑模面矩阵。半主动控制条件限制电流变阻尼器可控阻尼力对隔振系统做负功,耗散振动能量。仿真分析了浮筏隔振系统在扫频激励信号下的力传递率及在双频激励信号下的输入力与输出力曲线。同时还仿真分析了双频激励信号作用下半主动静态输出反馈变结构控制下的双层浮筏隔振系统在系统参数出现摄动时的鲁棒性。仿真结果表明：半主动输出反馈变结构控制下的浮筏隔振系统的减振效果要远好于最优被动阻尼系统,对系统参数摄动也具有很强的鲁棒性。     

浮筏隔振效果评定的矢量四端网络参数方法与试验研究

将矢量四端网络参数计算方法引入到浮筏隔振系统隔振效果评定中。把浮筏隔振系统分解成若干子结构,在每个子结构内建立输入输出的矢量四端网络参数矩阵,利用试验测试导纳数据,计算得到了浮筏系统各个层面的振动响应特征参量,采用功率流振级落差评定了浮筏隔振装置的隔振性能。计算结果与试验结果对比表明:所采用的计算方法合理,可以准确预报浮筏隔振系统的振动能量传递,为实际浮筏隔振效果评定提供了一种工程计算方法。     

船舱浮筏系统的隔振性能及水下声辐射试验

对浮筏系统的振动传递及水下声辐射特性进行试验研究有其重要的工程应用前景.通过对船舱浮筏系统模型的隔振性能与水下声辐射进行试验,分析了船舶运载、动力设备运转工况以及管系对于浮筏系统的隔振性能及其水下辐射噪声的影响,指出管系在船舶浮筏系统的振动传递中占有重要的地位,在高频时可能成为振动传递的主要通道.     

一种新型潜艇浮筏的前馈模糊控制策略

本文针对带有电流变液智能阻尼器的新型浮筏装置提出了一种前馈模糊控制策略.根据对浮筏上动力装置的振动激励信号的主频特性分析,运用模糊控制器来对各个主频进行加权,得出最优的控制电压来对阻尼器进行控制.实验结果证明,这种控制策略控制下的浮筏隔振系统的隔振效果要远远好于传统的最优被动浮筏隔振系统.     

基于精细积分和状态空间的浮筏系统动态响应分析方法

基于精细积分和状态空间法提出了一种新的浮筏系统动态响应分析方法,并结合侧挂式浮筏系统算例对该方法进行了验算。研究表明,该方法适用性好、稳定性高、无需对系统解耦,可应用于复杂荷载和多自由度浮筏系统,而且进行数值求解时不受时间步长限制,能达到很高的计算精度。     

半主动浮筏隔振系统的模糊PID控制

对带有电流变液智能阻尼器的半主动双层浮筏隔振系统设计了一种模糊PID控制器.将半主动浮筏隔振系统中间质量的位移及其导数作为模糊控制器的输入,PID控制器的三个增益参数作为其输出,利用电流变液智能阻尼器的阻尼力可随电压变化的特性来降低中间质量的振动.仿真分析了多种激励下浮筏隔振系统的输出力响应.仿真结果表明:与最优被动阻尼和电流变液阻尼器最大阻尼系统相比,模糊PID控制下的半主动浮筏隔振系统的减振效果最好.     

考虑基础柔性的隔振系统功率流特性分析

根据舰船机械设备安装特性及隔振要求,建立包含机械设备、隔振器和柔性基础的数学模型并对其求解,得到隔振系统在简谐激励下的响应及传递功率流计算公式,讨论了隔振系统中设备质量、隔振器刚度和阻尼、柔性基础刚度和阻尼等参数对隔振能力的影响。理论表明,适当增大机械设备质量、隔振器阻尼及柔性基础阻尼能提高系统隔振能力,较大的隔振器刚度不利于隔振,而基础板柔性对隔振系统的影响与激励频率有关,并给出了柔性基础隔振设计中参数选取的一般规律。