减小筏架变形的浮筏气囊系统设计

大型船用浮筏气囊隔振系统容易产生弹性变形,不仅会导致筏上设备产生相对位移,危及设备运行安全,还会造成气囊载荷分布不均,降低控制系统对复杂工况的适应性。本文建立某船舶浮筏隔振装置模型,提出一种基于位移参数识别的筏架弹性变形判别方法,并根据此方法分析设备分布和气囊支撑方式对筏架弹性变形和控制系统的影响,最后在试验平台上进行验证。研究成果可为浮筏气囊系统设备分布和气囊布置方案设计提供新的思路。     

泵设备模块化成组浮筏系统隔振性能研究

针对浮筏系统多台泵设备分别安装占用空间资源大、隔振器数量多的问题,研究泵设备模块化成组安装的隔振效果,为潜艇浮筏系统减振隔振提供支撑和依据。保证浮筏结构总质量、设备数量及承载能力基本不变的前提下,通过模块化设计将各泵设备安装基座设计成共用成组筏架,使多台泵设备实现模块化成组安装。使用有限元法建立泵设备模块化成组浮筏隔振系统模型,改变成组筏架的板厚和隔振器刚度等参数,计算分析了成组筏架参数变化对浮筏系统隔振性能的影响。计算分析表明：成组安装可减少泵设备的空间资源占用及隔振器数量,合理范围内减小成组筏架板厚及降低成组筏架隔振器刚度可提高浮筏系统隔振性能,使浮筏隔振系统传递至基座端的振动降低9.3 dB,成组筏架隔振器刚度相比筏架板厚参数对系统隔振效果影响更明显。     

筏架几何参数对隔振系统性能的影响分析

[目的]为了研究几何参数对浮筏隔振系统性能的影响,[方法]运用参数化建模技术建立筏架的参数化有限元模型,以振级落差作为隔振效果的评价参数。在弹性筏架总质量不变的前提下,分析筏架几何参数对系统隔振性能和筏架固有频率分布的影响。[结果]结果表明:筏架的几何参数对浮筏隔振系统隔振效果的影响主要体现在中、高频段;筏架高度、长宽比、肋板数目是影响浮筏隔振系统隔振性能和筏架固有频率分布最重要的几何参数;调整筏架几何参数是避开机械设备激振频率的有效途径之一。[结论]所得结论对浮筏隔振系统设计具有一定的工程实用价值。     

弹性浮筏系统动力学建模及冲击响应分析

浮筏隔振系统是一种集集中质量,弹簧,阻尼和弹性连续体为一体的复杂动力学系统,被广泛应用于船舶重要设备的振动隔离.本文以多体动力学和结构动力学为理论基础,对弹性浮筏隔振系统进行动力学建模,考虑筏体的刚体运动和弹性变形的耦合,由此推导出整个隔振系统的动力学振动方程.结合具体的算例,求出了弹性浮筏隔振系统的固有频率和对不同冲击激励的响应,指出了筏体的弹性变形对系统动力学性能的影响,揭示了弹性模型的全面性和合理性.该研究可对浮筏系统的优化设计提供理论依据和参考,有一定的工程意义.     

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。     

非运转设备对浮筏隔振效果影响研究

本文针对典型浮筏隔振系统的结构件和减振元件,分别建立运转设备、非运转设备、筏架及基座的导纳方程和减振器的阻抗方程;利用阻抗导纳综合法构建含非运转设备的浮筏隔振系统三向振动传递模型,通过试验验证了在振动传递模型中考虑弹性安装非运转设备的必要性。最后,根据对比工况的试验结果分析了非运转设备对浮筏振动传递特性的影响规律,为舰船浮筏隔振系统的声学性能精细化设计提供了思路。     

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。     

浮筏隔振系统三向振动传递特性研究

针对浮筏隔振系统,建立包含设备、减振器、筏架和基座的三向振动传递动力学模型。分别建立了减振器的阻抗方程和设备、筏架及基座等结构件的导纳方程,并基于阻抗综合法获得浮筏隔振系统三向动力学模型。通过试验,验证了该模型对于浮筏三向振动传递估算的精度满足工程要求。最后,分析设备不同方向激励对基座三向振动响应的影响,证明了在浮筏振动传递特性研究中考虑三向的必要性,可对舰船中浮筏隔振系统设计提供重要的技术支撑。     

浮筏系统隔振优化设计

文中基于Abaqus瞬时模态动态分析获得浮筏系统动力响应,对多激励源浮筏建立了隔振性能优化设计数学模型。选取筏架板厚、隔振器刚度、设备布局坐标作为设计变量,考虑设备布局、筏架应力、质量以及工艺性要求等约束,以浮筏基座处的力振级落差为目标函数,采用Python建立浮筏有限元分析参数化模型,通过Isight平台集成Abaqus,运用遗传算法,给出了浮筏设备隔振性能优化设计最优解。     

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.     

FEA for designing of floating raft shock-resistant system

Choosing the equipment with good shock-resistant performance and taking shock protection measures while designing the onboard settings, the safety of onboard settings can be assured when warships, especially submarine subjected to non-contact underwater explosion, that is, these means can be used to limit the rattlespace (i. e. , the maximum displacement of the equipment relative to the base) and the peak acceleration experienced by the equipment. Using shock-resistant equipments is one of shock protection means. The shock-resistant performance of the shock-resistant equipments should be verified in the design phase of the equipments. The FEA (finite element analysis) software, for example, MSC. NASTRANw, can be used to verify the shock-resistant performance. MSC. PATRAN and MSC. NASTRAN are used for modeling and analyzing the floating raft vibration isolating equipment. The model of the floating raft and the floating raft vibration isolating system are theoretically analyzed and calculated, and the analysis results are in agreement with the test results. The transient response analysis of the system model follows the modal analysis of the floating raft vibration isolating system. And it is used to verify the shock-resistant performance. The analysis and calculation method used in this paper can be used to analyze the shock-resistant performance of onboard shock-resistant equipments.     

气囊支撑浮筏隔振系统姿态控制研究

将气囊隔振器应用于舰船浮筏隔振装置，通过控制气囊充、排气可实现浮筏的姿态调整。目前以气囊工作高度为指标的控制方法，存在各个气囊压力分布不均和调节过程振荡的问题，针对该问题提出一种基于气囊工作高度、实际压力与最优压力偏差的浮筏姿态控制策略。将调整分为高度调整和水平姿态调整2个阶段：首先采用模糊控制快速将输出轴调整到对中高度，然后以"高排低充"的策略精确调整浮筏水平姿态。试验结果表明，该控制策略能更加快速、平稳、精确地调整浮筏姿态。     

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.     

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。     

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.     

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。     

不同阻尼情况下减振浮筏振动响应计算研究

提出一种计算减振浮筏系统振动响应的方法，建立浮筏系统力学模型，研究阻尼对系统响应的影响，并以一实际浮筏系统为例，分别使用振型叠加法与数值积分法计算了位移，速度响应及传递至基础的力、所得结果完全一致。     

多扰动源下的船舶水泵机组隔振浮筏特性研究

为了探讨浮筏装置在多扰动源下所具有的特性以及隔振设计技术，基于船舶水泵机组隔振浮筏这种多扰动源的系统，利用有限元法数值模拟了隔振系统的模型，分析了多扰动源参数以及空问管系对浮筏隔振系统隔振性能的影响，水泵机组的隔振设计技术以及为了提高隔振性能而应注意的若干方面。分析结果表明：多扰动源激励对系统的隔振性能影响显著，空间管系减弱了系统的隔振性能,在动力设备和管路间使用挠性接管等弹性连接可减小管系的影响。