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。     

浮筏技术—隔振器高频波动效应研究

本课题较全面地研究了隔振器的动态特性,着重揭示了隔振器高频波动效应与其构成因素的关系,提出了隔振器高频波动效应的抑制措施,并就隔振器高频传递特性的设计提出了指导性方法,其应用可使隔振器的高频隔振效果10分贝左右。     

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。     

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。     

电磁-气囊主被动混合隔振系统抗冲击设计研究

舰船设备的抗冲击性能设计直接关系到其是否能够顺利实现实用化.本文针对电磁-气囊主被动混合隔振系统抗冲击的设计要求,首先对电磁-气囊主被动混合隔振器进行抗冲击悬挂结构设计并通过仿真和试验获得了混合隔振器的位移载荷特性;其次推导了混合隔振系统中限位器的数学模型并建立了主被动混合隔振系统的多刚体动力学模型,研究了主被动混合隔振系统在冲击载荷下,不同限位器参数对冲击响应的影响.结果表明,所设计的隔振器抗冲击悬挂结构和隔振系统的限位器能够很好地满足舰船设备对抗冲击性能的要求.     

基于杆梁模型的舰船隔振系统功率流传递特性分析

针对舰船中比较典型的静不定隔振系统，建立了柔性基础上安装4个隔振器的隔振系统物理模型。对隔振器采用杆梁模型建模，隔振上层设备采用刚体模型，导出了静不定隔振系统的动力控制方程。使用振动功率流方法对隔振系统进行了功率流分析，并利用Matlab进行编程计算，计算结果表明杆梁模型隔振器对上下两端的功率流的减少有明显效果，隔振器的内部共振特性对隔振系统振动功率流具有显著的影响。对主要设计参数进行了讨论，得出了具有工程指导意义的结论。     

隔振器参数及高频驻波效应对浮筏隔振性能的影响

建立了船用浮筏的有限元模型,计算分析了隔振器刚度、阻尼对浮筏隔振性能的影响,定性分析了驻波效应对隔振效果的影响。结果表明:隔振器刚度的变化主要影响系统低频部分的隔振性能,对高频部分影响不大,增加隔振器刚度会降低浮筏的隔振性能;隔振器阻尼的增加不利于浮筏减振降噪,尤其在高频段;隔振器的高频驻波效应对浮筏的隔着效果造成严重影响,且频率越高影响越大。     

基于改进FBS理论的浮筏隔振系统计算方法

高精度的隔振系统计算方法是开展隔振系统特性分析和设计的基础。将汽车领域中的FBS理论方法引入到舰船浮筏隔振系统的动态特性估算中,并针对现有FBS方法仅考虑隔振器的刚度和阻尼特性,而没有计入隔振器质量影响的不足,利用隔振系统力平衡以及速度连续性条件,在原有FBS理论的基础上,推导基于隔振器阻抗矩阵的浮筏隔振系统动态特性计算公式,从理论上消除隔振器特性等效所带来的误差。模型试验表明,相对于现有的FBS方法,改进后的计算方法在中高频段具有更高的精度,满足工程应用的需求。     

双层隔振系统结构参数改变对结构振动的影响

本文应用有限元法研究了流-固耦合条件下船舶隔振系统结构振动问题的计算方法,在考虑流-固耦合状态下,详细研究了双层隔振系统主要结构参数改变对系统结构振动响应的影响,如上下层隔振器刚度、中间体与被隔设备的质量比以及基座弹性模量等,同时进行了计算和试验结果对比分析.     

一种基于钢丝绳隔振器和动力吸振器组合的隔振系统

将钢丝绳隔振器和动力吸振器通过支架、缓冲及限位块和钢丝绳隔振器连接为一个整体,形成新的隔振系统。动力吸振器的振子质量和阻尼板长度可调。实例中依据刚度和承载能力对隔振器进行选型,以力矩平衡为原则布置隔振装置,以降低位移响应为目标确定动力吸振器参数,运用有限元方法计算隔振效果。仿真结果表明,新的隔振系统既能解决低频段隔振,又可以消减连续隔振频率范围之外的单频激励响应。     

A study of vibration and vibration control of ship structures

This paper examines the vibration characteristics and vibration control of complex ship structures. It is shown that input mobilities of a ship structure at engine supports, due to out-of-plane force or bending moment excitations, are governed by the flexural stiffness of the engine supports. The frequency averaged input mobilities of the ship structure, due to such excitations, can be represented by those of the corresponding infinite beam. The torsional moment input mobility at the engine support can be estimated from the torsional response of the engine bed section under direct excitation. It is found that the inclusion of ship hull and deck plates in the ship structure model has little effect on the frequency-averaged response of the ship structure. This study also shows that vibration propagation in complex ship structures at low frequencies can be attenuated by imposing irregularities to the ring frame locations in ships. Vibration responses of ship structures due to machinery excitations at higher frequencies can be controlled by structural modifications of the local supporting structures such as engine beds in ships.     

船舶振动原因及其减振方法

早在19世纪后期,船体振动问题就开始引起人们的注意。近年来,随着航运业的发展,主机功率和转速提高,船舶吨位加大,以及肥大型船舶的出现,致使船体振动问题日益突出。随着造船技术的进步,船体结构减轻,结构刚度也随之减小,更易激起较大的船体振动。     

船舶总体振动计算方法与实船振动测试技术研究

由于精品船型93000t 散货船首次设计建造,为确定该船型的固有频率及振动响应,以决定是否安装平衡补偿器,本文应用有限元法对93000t散货船进行船体总振计算,得出局部结构的振动响应值超出相应的振动标准,并根据求得的振型节点确定了平衡补偿器的安装位置。同时对93000t散货船的振动响应进行实船测试,与数值仿真计算值进行比较,确定计算精度,从而总结出一套计算船体振动的可靠方法,并且对安装平衡补偿器的效果进行实船测试,确定安装该装置的必要性。     

内河肥大型集装箱船的船体振动及消振方法

针对内河肥大型集装箱船 (方形系数大于 0 .8)存在的船艉振动问题 ,提出要在船艉线型设计中兼顾纵剖面线与水线的平顺 ,螺旋桨设计应作特殊考虑。     

推进轴系回旋振动对船体尾部振动影响分析

船舶在航行过程中,螺旋桨在不均匀的伴流场中工作产生周期性的弯曲力矩作用在螺旋桨轴上,使推进轴系在螺旋桨或转轴上旋转的横向力矩作用下,旋转轴绕其静平衡曲线产生振动,从而出现回旋振动现象,而严重的轴系回旋振动引起轴承反力的动力放大而引起船体尾部结构的振动。本文对一艘尾部结构振动严重的船舶进行了推进轴系回旋振动计算分析及实船振动测量验证,分析了推进轴系回旋振动对船体尾部结构振动影响,通过更换尾管前轴承、调整中间轴承的位置,解决了轴系回旋振动引起的船体尾部结构严重振动问题,为解决类似船体尾部振动问题分析提供参考。     

推进轴系回旋振动对船体尾部振动影响分析

船舶在航行过程中,螺旋桨在不均匀的伴流场中工作产生周期性的弯曲力矩作用在螺旋桨轴上,使推进轴系在螺旋桨或转轴上旋转的横向力矩作用下,旋转轴绕其静平衡曲线产生振动,从而出现回旋振动现象,而严重的轴系回旋振动引起轴承反力的动力放大而引起船体尾部结构的振动.本文对一艘尾部结构振动严重的船舶进行了推进轴系回旋振动计算分析及实船振动测量验证,分析了推进轴系回旋振动对船体尾部结构振动影响,通过更换尾管前轴承、调整中间轴承的位置,解决了轴系回旋振动引起的船体尾部结构严重振动问题,为解决类似船体尾部振动问题分析提供参考.     

隔振器对舰船基座振动特性的影响

为了研究隔振器类型及布置方式对舰船基座振动特性的影响,针对舰船设备普遍采用隔振器与基座相连的连接方式,首先分析了隔振器刚度、阻尼等参数对舰船基座激扰力特性的影响,并以某船舶发电机组为例,基于有限元方法讨论了隔振器类型及布置方式对舰船基座振动特性的影响。研究表明,一方面,设备向基座传递的激扰力与隔振器刚度、阻尼及设备—隔振器—基座系统固有频率等密切相关;另一方面,隔振器类型及布置方式对基座振动特性也有较大影响。当激励频率较低时,隔振器布置方式对基座振动特性的影响相对较小;而当激励频率较高时,隔振器布置方式对基座振动特性的影响则相对较大。     

潜艇隔振仪器中的动力吸振装置设计与仿真

在现代海洋战争领域,性能优越的潜艇能起到非常强大的威慑作用,而在潜艇机动运行时,其噪声可能会给自身的安全造成非常大的威胁,因此,如何降低机械振动噪声,加强潜艇的隐身性能变得相当重要。本文主要研究潜艇的隔振装置,通过分析其振动机理,设计合适的动力吸振装置,得到振动状态下的线性振动形式,通过对阻尼减振和振动模式的特征进行检测,设计合适状态的仿真环境,最后采用Matlab软件对隔振控制效果进行仿真。     

沿海小型旅游观光船艉部结构振动与减振

许多小型船舶使用中产生剧烈的振动现象。针对小型旅游观光船的艉部结构特点、布置方式以及艉部线型，本文举实船为例，根据艉部结构局部振动计算和局部振动测试结果，探讨了小型旅游船的艉部局部结构的振动特性和减振措施。     

基于最小二乘法的曲轴振动不平衡信号分析

曲轴机构振动是柴油机整体振动的核心,加强柴油机曲轴机构的动态特性分析是研究柴油机振动机理和实施振动监测与故障诊断工作的重要内容。文章首先对曲轴机构的不平衡原因进行综合分析,然后设定曲轴振动信号,并结合最小二乘法原理对曲轴振动信号进行拟合,最后利用实验数据进行曲轴振动信号的不平衡量分析,并验证了本课题研究方法的可行性,为异常不平衡信号测取与分析提供方法与依据。