基于磁阻网络模型与PID控制的电磁作动器气隙自检测技术

在船舶隔振领域,目前大量使用电涡流传感器的做法增加了浮筏隔振系统失效的风险。在得到广泛应用的主被动混合隔振技术中,电磁作动器可被利用于气隙间距自检测技术以降低系统复杂度并可提升作动力输出稳定性。通过对实际作动器建立非线性磁阻网络模型并优化参数,衔铁与铁芯之间的气隙间距、流过线圈的电流与线圈两端电压的关系可以得到正确的描述。进一步,利用PID技术可避开求解非线性方程组的困难而得到气隙间距的估计值,实现浮筏装置各位置上作动器气隙间距测量的功能。     

考虑作动器输出约束的分散中间质量混合隔振系统建模分析

[目的]研究舰船主动隔振系统的能量波动特性。[方法]首先,建立一种浮筏混合隔振系统广义数理模型,包含有多向复合扰动振源、分布参数主/被动一体式隔振器、分散中间质量及弹性安装基础,并从声振能传递与控制角度揭示系统的耦合振动机理。然后,结合工程中隔振系统的应用,设置等中间质量的浮筏隔振系统作为参照组,研究隔振器内共振、中间结构波动效应、中间质量与机器质量比以及不同作动器布置方案对系统能量传递的影响。[结果]分析结果表明:相比于传统的浮筏隔振系统,尤其是在中、高频共振区,分散中间质量隔振系统对于振动能量的隔离效果有明显的提高;对作动器施加约束降低了未施加约束时的理论预测误差。[结论]此类混合隔振系统在整个频段内具有良好的隔振效果,隔离性能超过传统隔振系统15 dB以上,且考虑作动器输出约束后更符合工程实际。     

主被动一体化隔振装置设计研究

针对舰艇舱室设备存在的多激励、低频谱振动问题,开展振动主动控制主被动一体化隔振装置研究,为构建基于浮筏隔振设计的主动控制系统奠定了理论和工程基础。首先,基于电磁作动原理初步设计电磁作动器,通过对动子和定子形态及间隙、线圈匝数、倒角形式及大小等进行仿真分析与优化设计;其次,基于COMSOL建模进行电磁特性、发热特性仿真分析;最后,基于浮筏隔振装置隔振、承载及安装需求,设计研制了主被动一体化的隔振装置。试验结果表明:该装置满足次级力源出力特性要求。     

带空间管系的船舶水泵机组隔振浮筏性能研究

基于船舶水泵机组隔振浮筏这种多挠动源的系统,探讨了浮筏装置所具有的特性以及隔振设计技术.利用有限元法数值模拟了隔振系统忽略和计及管系下的两种模型,综合分析了空间管系对浮筏隔振系统隔振性能的影响,并就管路和机组间刚性连接和多种弹性连接下系统隔振性能作了对比分析.分析结果表明,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大大减小管系的影响.文中探讨了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.     

功率流理论在柔性振动控制技术中的应用与发展

  目的  研究舰船主动隔振系统的能量波动特性。  方法  首先,建立一种浮筏混合隔振系统广义数理模型,包含有多向复合扰动振源、分布参数主/被动一体式隔振器、分散中间质量及弹性安装基础,并从声振能传递与控制角度揭示系统的耦合振动机理。然后,结合工程中隔振系统的应用,设置等中间质量的浮筏隔振系统作为参照组,研究隔振器内共振、中间结构波动效应、中间质量与机器质量比以及不同作动器布置方案对系统能量传递的影响。  结果  分析结果表明：相比于传统的浮筏隔振系统,尤其是在中、高频共振区,分散中间质量隔振系统对于振动能量的隔离效果有明显的提高;对作动器施加约束降低了未施加约束时的理论预测误差。  结论  此类混合隔振系统在整个频段内具有良好的隔振效果,隔离性能超过传统隔振系统15 dB以上,且考虑作动器输出约束后更符合工程实际。     

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。     

利用伪力法计算带限位器的船舶设备隔振系统冲击响应

建立了带限位器浮筏隔振系统的非线性系统模型,利用伪力(pseudo-forces)法计算了带有限位器的浮筏隔振系统模型的冲击响应,分析了限位器参数对冲击响应的影响.设计制作了带有限位器的浮筏隔振系统试验模型,进行了冲击试验研究.数值计算与试验结果的比较表明,伪力法在计算带限位器的舰船设备隔振系统冲击响应时的适用性和有效性.     

利用伪力法计算带限位器的船舶设备非线性冲击响应

带有限位器的浮筏隔振系统是非线性系统,该文建立了这一非线性系统的模型,利用伪力(pseudo-forces)法计算了带有限位器的浮筏隔振系统模型的冲击响应,分析了限位器参数对冲击响应的影响.设计制作了带有限位器的浮筏隔振系统试验模型,进行了冲击试验研究,数值计算与实验结果比较表明了伪力法在计算带限位器的舰船设备隔振系统冲击响应时的适用性和有效性.     

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间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.     

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。     

基于ANSYS的舰艇浮筏隔振系统特性

为提高舰艇浮筏隔振系统隔振性能,对浮筏隔振装置进行了仿真设计。在现有浮筏隔振系统研究成果的基础上,采用有限元方法对计算结果进行进一步研究。利用SOLIDWORKS建立三维实体模型,运用ANSYS软件进行浮筏装置的静力和模态仿真分析。结果表明:在一定范围内,越小的上层隔振器刚度和越大的中间筏体质量,得到的隔振效果越好。     

船舶辅机浮筏半主动非线性隔振系统振动特性分析

磁流变阻尼器因其低耗能、响应迅速等特点而被广泛应用。文章采用一种改进的Bingham模型对船舶辅机浮筏隔振装置中的非线性磁流变阻尼力进行建模。该模型简单且含滞后特性,便于理论分析。对建立的船舶辅机浮筏隔振系统的非线性动力学模型,通过平均法求解船舶辅机浮筏半主动隔振系统的理论解,并运用Matlab对理论解进行数值仿真验证。以力传递率作为评价指标,分析了磁流变阻尼器各参数对隔振效果的影响规律。研究结果可为非线性船舶辅机浮筏隔振系统的设计提供理论依据,从而能更有效地控制船舶辅机的振动。     

柴油发电机组浮筏隔振装置性能分析

机舱内的柴油发电机组是船舶主要振动噪声源之一,为了控制柴油发电机组振动并同时降低其辐射噪声,对其采用浮筏隔振技术措施。通过有限元分析软件建立浮筏隔振系统力学模型,开展浮筏系统的模态分析,探讨主要参数对浮筏隔振装置隔振性能的影响,并对浮筏隔振装置的抗冲击性能进行校核计算,结果表明柴油发电机组浮筏隔振装置隔振及抗冲击性能良好。     

浮筏隔振效果理论计算与试验研究

在船舶浮筏隔振系统的动力学特性研究中,采用刚体分析模型计算浮筏隔振效果会产生很大误差.本文从功率流角度出发,对弹性浮筏-柔性基础系统中的能量传递作了理论推导与计算,给出了弹性浮筏隔振系统的隔振效果计算方法,并且通过试验对理论计算结果进行了验证.     

小质量比圆柱形浮筏隔振系统结构参数研究

基于多层隔振和浮筏技术的理论模型,分析了当隔振系统的相关结构参数,具有小质量比的双层隔振系统固有动态特性和隔振效果的影响规律,并计算了一个摆盘式热力发动机圆柱形浮筏隔系统模型。为该特种动力装置浮筏隔振设计提供了技术基础。     

舰艇浮筏隔振系统的发展与趋势

舰船振动噪声水平直接关系到其隐身性能,会严重影响舰船的战斗力和生命力。隔振浮筏以其优良的隔振性能和紧凑的结构被广泛应用于舰艇的动力设备中。文章介绍了浮筏隔振系统的发展概况以及浮筏隔振技术的发展现状,论述了隔振浮筏结构的发展现状,最后提出了当前浮筏隔振系统存在的一些问题并探讨了其未来的发展趋势。     

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.     

整舱浮筏全频段能量传递数值分析研究

主要研究在宽频带外力的激励下,整舱浮筏隔振系统在全频段范围内的功率流.在计算整舱浮筏隔振系统全频段的功率流时,在低频段采用有限元方法,高频段采用统计能量法,得到整舱浮筏隔振系统全频段范围(10～8000 Hz)的功率流理论计算结果.并对2种方法重叠频段的部分计算结果进行了对比,重叠频段部分整舱浮筏隔振系统振动响应和功率流计算得到的曲线变化趋势基本一致.     

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.     

基于夹层板的浮筏隔振系统有限元分析

针对船用浮筏隔振系统,采用有限元分析法,建立平板式和夹层板式两种筏架结构的浮筏隔振系统的有限元分析模型,并估算两种浮筏隔振系统的隔振效果。计算结果表明,夹层板式浮筏隔振系统具有较好的隔振效果,在相同重量的情况下隔振量比平板式浮筏高出3～4dB,为新型筏架结构的研究提供了思路。