液压限位隔离系统的抗冲击性能研究

在舰载隔离系统中安装限位器可有效限制设备的最大相对位移,但传统橡胶限位器易对系统产生严重的二次冲击。首先,建立了液压限位器的数学模型,并通过杜哈梅积分法对隔离系统的冲击响应特性进行了仿真分析;然后,设计了带液压限位器的隔离系统试验装置并进行了冲击测试试验,比较了不同限位器参数对抗冲击效果的影响;最后,对比分析了液压限位与橡胶限位隔离系统的冲击响应特性,与无限位的隔离系统相比,液压限位可减小近60%的最大相对位移响应,存在一个最佳节流孔孔径,可使系统获得最佳隔振效果。研究结果表明：与传统橡胶限位隔离系统相比,在相对位移响应近似相等的条件下,加速度响应可降低44.5%,大幅提高舰载设备的抗冲击性能。     

液压限位隔离系统冲击响应特性研究

为提高舰载设备的抗冲击性能,改善传统限位器产生的二次冲击问题,提出采用液压限位器代替传统橡胶限位器方法.首先建立基于AMESim的液压限位隔离系统计算模型,分析了阻尼孔孔径对隔离系统冲击响应的影响,然后对比分析了液压限位和橡胶隔离系统的冲击响应特性,最后通过冲击试验加以验证.研究结果表明:对于任一额定负载下的液压缓冲器,都存在一个最优阻尼孔孔径,使隔离系统获得最佳隔冲效果;与橡胶限位隔离系统相比,在相对位移响应一致的条件下,不仅加速度响应峰值降低了65％以上,而且保证了加速度隔冲率在45％以上,有效改善了二次冲击带来的危害,大幅提高了舰载设备的抗冲击性能.     

带限位器浮筏系统冲击响应的伪力法研究

引入一种新的方法——伪力法来计算带限位器非线性浮筏隔振系统的冲击响应。通过一种非线性分解,将非线性弹性力分解成一个线性力和一剩余非线性伪力,并实例计算分析了限位器刚度和间隙等因素对冲击响应的影响,为设计抗冲击浮筏隔振系统提供了有价值的依据。     

一种新型限位器的强冲击响应分析

为降低隔离器与传统限位器配合时的二次冲击响应,本文利用准零刚度理论,设计一种基于准零刚度的新型限位器,根据所推导的限位器力-位移关系公式,建立了含有准零刚度限位装置的抗冲隔振系统数学模型,分析了限位器参数(阻尼比、安装间隙)对冲击响应的影响。结果表明,在间隙一定的条件下,准零刚度限位隔冲系统存在最佳阻尼比和最优阻尼比,使系统响应最佳。研究结论为准零刚度限位装置的设计和应用提供了一定的参考。     

基于ANSYS的工控机冲击分析

本文基于ANSYS境的动力学仿真计算的思路和方法,对舰艇用工控机的结构系统进行了有限元分析.通过建立弹簧一阻尼单元等效隔振器的静力学分析模型,解决了工控机隔振器的有效简化问题,并确定了GH型隔振器的规格;通过随后的动力响应分析,获得工控机模型在冲击载荷作用下的结构位移量和最大等效应力,重点关注了关键部件等效印制板在冲击载荷作用下的最大等效应力.通过分析验证了工控机设备结构设计的合理性.     

基于有限元法的除氧器压力调节阀抗冲击性能分析

艇用设备在服役期间除了承受常规的动静载荷,还有可能遭受冲击载荷,而冲击载荷往往因其高能量级造成更大破坏。针对艇用除氧器压力调节阀建立有限元模型,采用时域分析法施加冲击载荷,研究了除氧器压力调节阀在冲击载荷下的动态响应,考察该设备在冲击载荷作用下的安全性,结果表明:除氧器压力调节阀在承受纵向冲击脉冲(X方向)、垂向冲击脉冲(Y方向)、横向冲击脉冲(Z方向)时,垂向冲击引起应力变化最明显,垂向冲击为最危险载荷,但结构均未发生屈服或永久变形,整体结构抗冲击性能符合要求。仿真结果与抗冲击理论计算对比验证所得结论的有效性和准确性,为加强阀门结构强度及使用寿命打下理论基础,并为进一步优化阀门结构设计提出优化方法。     

直板叶片冲击振动响应试验的动力学相似设计方法

针对直板叶片受冲击载荷激励瞬态响应难以预测的问题,提出一种冲击载荷作用下的虚拟模态能量相似方法(Similitude based on virtual mode and statistical energy,SVMSE).采用统计能量分析、虚拟模态综合法和动力学相似理论相结合的方法,推导直板叶片在冲击载荷作用下时域和频域的响应相似关系,并通过设计实例,采用数值仿真验证所提出SVMSE动力学相似设计方法的有效性和正确性,结果显示,预测的加速度时域响应基本与原型结果保持一致,冲击响应谱的预测误差小于2 dB.此外,试验结果表明直板叶片的加速度时域响应与仿真结果一致,冲击响应谱在整个分析频段内误差小于6 dB.因此,SVMSE相似设计方法能够预测直板叶片的冲击响应,为航空发动机直板叶片受高频冲击载荷的模型试验研究提供理论基础.     

基于ANSYS的工控机冲击分析

本文基于ANSYS环境的动力学仿真计算的思路和方法,对舰艇用工控机的结构系统进行了有限元分析。通过建立弹簧-阻尼单元等效隔振器的静力学分析模型,解决了工控机隔振器的有效简化问题,并确定了GH型隔振器的规格;通过随后的动力响应分析,获得工控机模型在冲击载荷作用下的结构位移量和最大等效应力,重点关注了关键部件等效印制板在冲击载荷作用下的最大等效应力。通过分析验证了工控机设备结构设计的合理性。     

基于环境激励的结构模态参数识别方法

利用时域分析最小二乘复指数法(kast-Squares Complex Exponential,LSCE)推导出在脉冲响应下结构的模态参数,并利用ITD(Ibrahim Time Domain)法对随机振动响应的参数进行识别,为分析工作模态下结构的优化设计、损伤诊断和故障诊断打下基础.在充分研究了环境载荷对工程结构影响的基础上,重点分析了风载荷对大跨度工程结构的影响.利用有限元软件对空间桁架结构进行有限元工作模态分析,得出在环境载荷激励下的结构响应,进而利用参数识别方法得出模态参数,其结果与工程实际相符,证明了环境载荷处理的可行性和该理论体系的正确性.     

减振器冲击响应及破坏的仿真研究

为提高减振器在冲击载荷下的阻尼力性能及防止活塞杆、阀片的冲击疲劳破坏,建立了瞬态双向流固耦合冲击响应有限元系统,开展了冲击响应及破坏仿真研究。深入研究了ROE欧拉求解器对数值振荡的控制及流固耦合显式算法,并讨论了多种降低流固耦合仿真计算规模、提高计算精度和稳定计算的方法。以实车路试冲击加速度信号为激励,完成了减振器在冲击载荷下流固耦合的仿真,并获得了上腔流场压力历程曲线。依据流场压力、加速度信号,考虑固定环压装过程,获得了减振器在冲击下的阻尼力性能,并获得了切槽处冲击应力的分布。结果显示:在冲击载荷下,减振器的阻尼力上升更快、波动更剧烈、最大值也更大,活塞杆在冲击载荷下的最大应力为96.4 MPa,具有较好的抗冲击疲劳断裂能力。     

半主动控制浮筏隔振系统抗冲击特性的试验研究

针对水下舰艇内部设备的抗冲击问题,对安装开关可控阻尼器的半主动控制浮筏隔振系统的抗冲击特性进行了试验研究,搭建了半主动控制浮筏隔振系统的试验装置,在试验装置的基础上施加冲击激励,测试可控阻尼器分别处于高、低阻尼状态下的基础和机组的加速度响应,并通过对比分析了可控阻尼器处于不同阻尼状态时,半主动控制浮筏隔振系统抗冲击特性的差异。试验结果表明:半主动控制浮筏隔振系统具有良好的抗冲击特性;可控阻尼器处于低阻尼状态时,机组加速度响应的最大峰值较小;可控阻尼器处于高阻尼状态时,机组加速度响应的衰减较快;通过改变可控阻尼器的阻尼状态,可以进一步优化其抗冲击特性。     

永磁推进电机双层隔离系统冲击响应谱分析

永磁推进电机作为潜艇推进系统的核心设备必须具有抗水下非接触爆炸冲击的能力。为比较分析不同安装方式对永磁推进电机抗冲击性能的影响。首先计算了永磁推进电机在刚性安装、单层隔离器弹性安装、双层隔离器弹性安装等工况下在时域中的加速度响应。然后按照Smallwood算法将电机的加速度响应转化为冲击响应谱。接下来比对分析以上几种安装工况下的冲击响应谱,发现:双层隔离系统的抗冲击效果好于单层隔离系统;低频布置在下层的双层隔离系统相对于高频布置在下层的双层隔离系统更有利于提高推进电机和筏架的抗冲击能力;应用双层隔离系统还需要考虑并限制电机和筏架局部最小固有频率。该研究对永磁推进电机以及其它舰船设备隔离系统的设计和选用具有一定的参考价值。     

弹射座椅的冲击动力学分析研究

将冲击动力学和有限元分析方法相结合，建立了复杂结构在冲击载荷作用下的分析计算方法。通过对军用飞机弹射座椅所受不同冲击载荷的对比计算，分析了弹射座椅的响应规律和可能的失效形式。通过仿真计算有利于在设计阶段掌握弹射座椅薄弱环节，其方法对同类复杂结构的冲击动力学分析计算具有参考价值。     

大型多支承回转窑筒体系统的动力响应分析

回转窑运行中筒体、滚圈、托轮及轴承系统耦合成复杂的多支承动力学系统,运行轴线动态变化和冲击突变载荷将给设备带来复杂振动,从而加速疲劳破坏,增加设备故障率.文中采用传递矩阵法,首先建立回转窑筒体系统的动力学模型,再推导各类激励作用下筒体系统振动的传递矩阵修正响应列阵,最后建立系统的动力响应方程,从而找到计算动载荷和轴线检测动态误差的基本方程.     

永磁推进电机冲击响应简化计算方法研究

永磁推进电机是常规潜艇电力推进系统的核心设备,抗冲击能力是其重要技术指标之一,设计时需要用有限元方法计算其冲击响应。由于永磁推进电机零部件众多且结构和连接关系复杂,进行有限元计算需要耗费大量资源。提出一种简化计算模型,其总体质量、重心位置、弹簧的刚度以及弹簧相对重心的分布与实际模型完全相同,而且省略了内部结构和连接关系,有效地减少了单元和节点数目。简化模型相对实际模型计算误差小于4%,而计算时间缩短近600倍。该方法可以应用于舰艇设备的冲击响应校核。     

铜包装线下顶式压力机瞬态动力学分析

以铜包装线下顶式压力机为研究对象,运用ANSYS软件建立了其机身有限元模型。为了确保该机身能够在冲击载荷作用下安全工作,对其进行了瞬态动力学分析,得出了下顶式压力机机身在承受随时间变化的载荷作用时动力响应情况,为该压力机工作状态参数的调整提供了一定的理论依据。     

空压机系统冲击动力特性有限元分析

构造船用空气压缩机系统各零、部件及整机的实体模型,建立系统的冲击动力分析有限元模型。应用I DEAS软 件计算了空压机系统的固有特性、约束模态和冲击动态响应,给出各自由度方向加速度冲击载荷作用时系统的振动响应 及动态应力,为确定船用空压机的抗冲击能力及减振装置的合理设计提供了理论依据。     

液压悬浮立柱抗冲击性能分析

运用流固耦合分析方法,模拟液压悬浮立柱的实际工况。利用ABAQUS软件,结合SPH粒子法,对立柱内部液体采用无网格粒子法划分模型,对缸体及活柱进行有限元网格划分,在冲击载荷作用下,得出立柱缸体的应力分布以及立柱内液体压强的变化情况,实现了立柱在冲击载荷作用下动态响应的数值模拟。     

工程车辆落物保护结构的冲击仿真

用ANSYS/LS-DYNA软件对平地机落物保护结构进行冲击强度有限元计算,得到了在冲击载荷作用下结构的应力、变形等响应参数,并对比相应技术标准进行了安全性分析,为工程机械FOPS的优化设计提供了结构冲击强度的参考数据。     

动态载荷激励下的床身结构动力学响应

考虑到数控加工系统的振动及噪声问题,建立了数控机床床身的参数化有限元模型,在模态分析基础上计算固有频率与振动幅值。以简谐力作为动态激振载荷,在350-800Hz频率段进行扫频计算,获得了位移—频率和应力—频率曲线,确定了各阶共振频率点的响应幅值,谐振响应结果表明第2阶模态频率对床身的危害性较大。采用Full方法(完全法)对床身进行瞬态动力学分析,计算出了时域下的位移和加速度响应曲线,分析了机床启动阶段冲击载荷对床身的激励影响。在参数化建模基础上实现了床身结构动力学优化,使其动力学性能得到有效改进,有利于数控机床的高速化发展。