基于PSO算法的磁偶极子阵列舰艇磁场模拟研究

舰艇磁场作为舰艇重要暴露源,是舰艇非声隐身性能的一大研究重点。在舰艇磁防护工作中,为应对舰艇上方的航空磁探测等新型磁威胁,需要对舰艇磁场全方位的空间分布特征进行数学建模。本文针对舰艇垂向非对称结构在舰艇上、下方感应磁场的分布差异,通过数值仿真实验对某潜艇简易模型进行定量分析,并基于舰艇上、下方2个近场平面的磁场数据,以拟合结果均方根误差为目标函数,采用粒子群优化算法（particle swarm optimization, PSO）对系数矩阵进行优化,建立了潜艇的三维磁偶极子阵列模型。定量分析模拟结果表明,在艇模上、下方单倍船长范围内,感应磁场最大相对误差超过5%,采用单个近场平面的测量数据建模将对磁模型换算精度带来显著影响。采用双平面模拟后,将磁偶极子阵列模型深度换算结果与艇模仿真数据进行比较,龙骨上、下方最大相对拟合误差仅为1.14%与2.82%,拟合精度高且可换算深度范围广。本文研究成果可应用于舰艇磁场的高精度建模,并为舰艇磁防护中磁场测量、磁性目标探测与定位等工作提供参考。     

长管路均压移水系统水力特性数值分析与试验研究

移水系统是船舶的重要系统,通过两水箱之间的移水,实现船舶的平稳运行。移水系统具有管路长、流量大的特点,系统往往会产生负压,通过将移水系统中两水箱排气孔相连组成均压移水系统,改善因移水产生的负压现象。本文通过仿真研究均压移水系统的水力特性,实验结果与仿真结果相符。通过仿真研究发现：随着系统初始压力P₀的增大,水箱1出口压力P₁和水箱2入口压力P₂以及泵入口压力会增大,有助于抑制气蚀的产生,但系统达到压力均衡的时间不变;随着气回路管路直径的增大,均压移水工况下两水箱压力差P₂-P₁减小,系统达到压力均衡的时间减小。     

城市轨道交通均回流电缆与钢轨胶粘卡接方式研究

文章首先阐述快速铜热焊、螺栓连接和低温钎焊 3 种均回流电缆与钢轨既有连接方法和特点,介绍胶粘卡接新型连接装置的结构设计和性能目标;然后通过有限元计算,验证胶粘卡接结构在预紧力和列车动载作用下的安全性;并通过接触电阻试验、浸水试验、载流量试验、温升试验、湿热老化试验和疲劳试验对设计目标值进行验证。验证结果表明该新型连接方式能够克服既有连接方式的弊端,具有良好的推广应用前景。     

基于均温技术的走行风冷热管散热器性能优化研究

针对传统地铁走行风冷直管热管散热器在地铁低速运行时存在过热风险较高的现状,提出了一种可有效解决这一问题的新型热管散热器。基于均温技术,应用数值仿真和试验测试的研究方法,采用"L型"热管和均温管在原有直管热管散热器基础上进行优化,并在某地铁线上进行现场试验验证。试验结果表明,采用了"L型热管+均温管"的散热器成功解决了传统地铁走行风冷直管热管散热器在地铁低速运行时过热问题,可适应各种工况,在确保安全稳定运行的同时,减重增效非常显著。     

基于人-车-路三自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了更准确地评价路面的行车舒适性,以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标,将人-车-路组成的系统简化成三自由度振动模型,依据牛顿法建立了振动微分方程,采用传递矩阵法对其进行了求解,进而建立了考虑人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。结果表明,该评价方法能考虑不同路面类型以及公路等级的影响,对于不同等级路面的评价结果与实际情况一致,而国际平整度指数、功率谱密度和平整度标准差在部分工况下不能很好地描述路面的舒适性。     

基于振动测量的加肋圆柱壳中、高频振动预报

复杂结构动态特性问题按频率大小分成低频、中频、高频,对中、高频段采用统计能量法,推导出测点子系统振动能量到壳体表面所有子系统振动能量的传递函数,进而得到壳体表面的均方振动速度级。数值计算通过壳体表面布置的有限测点振动信号作为输入,采用推导出的能量传递矩阵来预报壳体表面均方速度级。与试验结果对比表明,该预报分析方法是可行的和较准确的。     

轮缘推进器水润滑橡胶弹支可倾瓦推力轴承均载特性

为了探讨船舶轮缘推进器(RDT)橡胶垫支撑水润滑推力轴承的均载特性,提出了推力轴承均载特性参数测试方法;在多功能立式水润滑试验台上,以用于RDT的内径124 mm、外径196 mm水润滑橡胶垫支撑推力轴承为试验对象,在盘面上选取轴承平均半径的截面,对称布置1个微型压力传感器和1个微型温度传感器,随着轴一起旋转,采用无线遥测技术分别获取全瓦水膜压力分布和推力盘温度;通过预设瓦块高度差和推力盘静态倾斜量模拟偏载的情况,研究了载荷和转速变化对试验轴承水膜压力分布、摩擦因数和推力盘温度的影响规律。研究结果表明：弹支的均载效果会随着工况的变化而变化,当转速不变时,载荷增大会增加各瓦橡胶垫的变形,从而增强均载效果;而推力盘倾斜程度会随着转速增加而增强,从而加剧了瓦块载荷的不均性;开展RDT橡胶弹支可倾瓦结构均载设计时,除了考虑推力盘和瓦块不平的制造和安装因素,还需考虑轴承的转速和载荷;从轴承各瓦压力分布随工况变化的关系看,在转速为100 r·min^-1、载荷为0.35 MPa时,轴承接触承载比例升高,因此,水膜压力测试为判别轴承润滑状态提供了一条新途径。     

基于振动分析技术的潜艇舱段结构优化设计

舱段是潜艇的主要组成部分,为了降低潜艇结构的振动,在设计舱段时,需要选择合适的结构参数。舱段的基本结构是外壳板、纵骨和肋骨,选择外壳板的板厚、纵骨和肋骨的截面尺寸、纵骨和肋骨的数量作为设计参数,分别计算参数不同时舱段结构振动均方法向速度,根据计算结果,总结振动响应的谱峰频率、峰值与激振力频率、作用方向、舱段结构设计参数之间的关系,以此为基础,合理地设计舱段结构的参数和形式,达到了降低舱段结构振动水平的目的。