船舶新型推力轴承集成减振系统纵振减振能力研究

以船舶推力轴承集成减振系统为背景,运用传递矩阵法建立减振系统与轴系纵向耦合模型,开展推力轴承非刚性支撑后轴系动态特性研究,重点分析集成减振系统对螺旋桨叶频及倍叶频的衰减能力,并结合试验室台架开展试验。结果表明:集成减振系统能够有效衰减推力轴承低频振动,加载线谱15 Hz衰减量达到14.4 d B;同时在推力作用下系统纵向位移满足轴系运行安全性,100 k N推力作用下位移约为0.4 mm。     

用于电梯曳引机减振的MR-SRC减振器设计与分析

针对现有曳引机减振常采用的高分子减振垫因环境因素而引发性能大幅退化问题,以电梯曳引机减振器的工程应用需求为导向,确定减振器所需阻尼元件的刚度后,采用真空渗流技术将硅橡胶填充入金属橡胶孔隙并形成包覆,研制出一款耐环境影响的高性能金属橡胶/硅橡胶连续互穿相复合减振材料(metal rubber-silicone rubber continuous interwoven phase composite damping material, MR-SRC)。然后基于实际结构建立电梯曳引机的有限元数值模型。对加装MR-SRC减振器前后的电梯曳引机进行了模态分析,确定了整体结构的固有频率和振型。对MR-SRC减振器进行冲击响应分析,对比不同MR-SRC材料和冲击载荷对响应的影响,校核减振器的强度。接着,基于MR-SRC的近似等效,对减振器系统的冲击响应进行了理论计算,得出金属橡胶密度为1.8 g/cm³的MR-SRC减振器对减振效果最佳。最后将所制备的MR-SRC减振器安装于实际电梯曳引机,按照电梯减振国标要求,测试电梯在运行过程中的加速度和速度变化,计算并校核电梯运行的相关特...     

压缩长度对金属橡胶减振器刚度的影响

对金属橡胶减振器按照刚度参数进行选配或在最终的装配过程中,经常会发生静态或动态性能的差异。如果能以不更换金属橡胶块为前提,通过改变金属橡胶块的压缩长度来改变金属橡胶减振器的使用刚度,将可降低产品的废品率。在进行相关理论分析后,通过10组压缩试验对分析结果予以验证。试验结果还表明在刚度变化相同的情况下,金属橡胶块压缩长度改变值在“软化”处理时比“硬化”处理时要大。此方法有效地提高金属橡胶减振器的成品率,节省生产成本并提高资源的利用。     

金属橡胶减振器在机载光电吊舱复合减振系统中的应用

为减小载机角振动对光电吊舱成像质量的影响,应用金属橡胶作为隔振元件研制出两种能限制一定自由度的小型金属橡胶减振器,分别嵌入光电吊舱内、外框架减振系统中设计了两级减振系统,从原理上实现了3个方向无角位移隔振。依据振动理论获取了两种减振器轴向、径向刚度和阻尼比等参数并采取特殊工艺制备了金属橡胶减振器。应用ADAMS/Vibration模块对光电吊舱减振系统进行了仿真分析,分析结果显示光电吊舱减振系统固有频率为17Hz左右,角振动幅值最大值为0.0011,并且当频率大于25Hz时,角振动幅值趋近于零,分析结果表明该减振系统对25Hz以上的角振动可以起到很好的抑制作用。最后通过振动试验验证了仿真结果的正确性,与实际测量结果相比,仿真计算结果误差不超过10%,说明光电吊舱减振设计是成功的。金属橡胶减振器在光电吊舱上的成功应用对于光电吊舱振动隔离技术有着重要的意义。     

法兰盘式推力轴承推进轴系振动传递特性分析研究

针对目前舰船上大多采用的米契尔式推力轴承所带来的振动问题,提出采用新型法兰盘式推力轴承的思路;对两型推力轴承推进轴系的振动传递特性进行对比分析;结果显示：两型推力轴承推进轴系的纵向振动特性相似,但法兰盘式推力轴承能有效衰减推力轴承基座振动向船体的传递,具有较好的减振降噪效果。     

高架轨道桥梁新型橡胶减振支座的减振效果分析

为减小列车在高架轨道桥梁上运行引起的环境振动,开发了一种新型橡胶减振支座。此新型支座采用高阻尼厚层橡胶块倾斜布置的设计方案,在实现竖向减振的同时还可以提供较大的横向水平刚度;为研究这种新型支座的减振效果,建立了上部质量块-橡胶减振支座-桥墩体系有限元模型,采用竖向扫频激振的方式对其减振效果进行数值模拟;设计了一系列工况对影响新型支座减振效果的因素进行分析。研究表明:激振力幅值对新型支座的振动插入损失无影响,但增大桥墩高度会导致新型支座的振动插入损失减小;当激振力幅值取140 kN、桥墩高度取6 m时,新型支座的振动插入损失为17.53 dB;在满足承载力的情况下,增大橡胶块的倾角、增大橡胶块中橡胶层总厚度、减少橡胶层数的划分,可以降低新型支座的压缩刚度,进而提高新型支座的减振效果。     

《舰艇艉部纵向激励传递特性分析》

采用有限元/边界元方法对艉部的声振特性进行研究。首先建立了包含主推进系统在内的有限元模型,分析流固耦合下结构的振动,并利用边界元技术进行结构水下声辐射预报。然后根据传递路径分析方法,对纵向激励下艉部的传递路径进行分析排序。结果显示,纵向激励下,推力轴承基座是艉部振动的主要传递路径。在确定了潜艇艉部的主要振动传递路径后,在主要传递路径上采取隔振措施,以达到减振降噪的目的。研究表明,改变推力轴承的刚度和基座结构形式,对艉部的减振降噪有一定作用。     

多层堆叠式永磁动力减振刀杆设计与仿真分析EI北大核心CSCD

针对大长径比刀杆中传统动力减振器的橡胶疲劳老化、阻尼液易泄露、刚度和阻尼难以精准设计等问题,设计了一种利用磁刚度和电涡流阻尼提供刚度和阻尼的多层堆叠式永磁动力减振器,实现了刚度和阻尼的独立精准设计。独特的堆叠式结构可以在相同体积下提供更大的磁刚度和电涡流阻尼,保证多层堆叠式永磁动力减振器达到最优减振条件。分别建立了多层堆叠式永磁动力减振器中磁刚度和电涡流阻尼的理论计算模型,并利用MATLAB软件和Maxwell电磁仿真软件分别探究了磁刚度和电涡流阻尼与多层堆叠式永磁动力减振器各部分尺寸参数之间的关系。最后利用MATLAB软件分别对安装多层堆叠式永磁动力减振器的刀杆和等尺寸实心刀杆进行仿真分析。结果表明,安装多层堆叠式永磁动力减振器后刀杆的频响函数幅值最大值下降91.1%。     

复杂结构型式橡胶减振元件静刚度计算方法

对于结构复杂、形状不规则的橡胶减振元件,难以找到计算其静刚度的经验公式。根据橡胶减振元件的可制造性,结合正交设计试验的思想,利用神经网络学习算法建立橡胶减振元件各几何结构参数与其三个方向静刚度的非线性全局映射关系,对复杂结构型式的橡胶减振元件进行静刚度估算,以代替有限元计算的结果。计算结果表明,建立的神经网络可以用来估算复杂结构型式橡胶减振元件的静刚度。     

船舶艉部整体隔振系统中轴承载荷增量研究

该文建立了船舶艉部整体隔振系统有限元模型,并提出"径向轴承载荷增量"这一概念实现对整体隔振系统中轴系静态安全性定量分析。该文计算了在不同螺旋桨推力载荷作用下及船舶纵倾工况下的轴承载荷增量,结果表明:螺旋桨推力作用及纵倾工况均会产生数吨载荷增量。此外,该文分析了推力轴承刚度、推力作用位置及隔振器支撑位置等系统参数对载荷增量的影响,发现:当增加轴承轴向刚度、螺旋桨推力作用向筏架重心集中及隔振器分布于筏架艏部方向时更有利于轴承载荷增量的降低。     

预紧量与振动量级对金属橡胶减振器振动特性影响研究

通过随机激励下金属橡胶减振器减振机理深入研究,在线性随机振动理论基础上结合金属橡胶非线性力学特性,推导金属橡胶减振系统均方根加速度响应近似求解公式。对金属橡胶减振器进行正弦扫频及随机振动试验,研究预紧量与振动量级对金属橡胶减振器振动特性影响,并将理论计算与试验结果比较研究,分析误差产生原因、确定公式适用范围。     

轴—壳体系统耦合振动的建模与分析

耦合振动建模与分析是振动控制的基础。针对末端带有集中质量的轴与加筋壳体的耦合系统,分别利用解析法和有限元法计算轴系导纳和加筋壳体导纳,并将艉轴承与推力轴承作为子结构连接单元,通过频响函数综合进行模型合成,得到整个系统的频域描述模型。在此模型基础上,分析了系统振动固有特性及其随轴承刚度的变化规律,并讨论在轴上实施纵向振动控制的可行性。结果表明,推力轴承刚度改变轴系纵振频率,对纵振能量传递有明显影响;轴系纵向振动不仅会引起壳体纵向共振,还会引起壳体弯曲振动,形成轴-壳体纵横耦合模态;轴的纵向振动控制可以减小耦合系统振动。     

光电吊舱无角位移被动减振系统研究

根据某型光电吊舱无角位移减振的需求,利用分级减振的设想,设计了一组内外框架减振器,计算了减振器刚度、阻尼系数范围,并对减振器进行了合理的布局,建立了减振系统的Solidworks三维模型,在ADAMS中进行了振动仿真分析,得出单方向输入时系统的幅频响应曲线,并对系统参数进行了优化,确定了减振器的刚度、阻尼系数的最优值,结果表明,该系统实现了三向相等刚度,解除了系统三个方向的线振动耦合,保证了荷载基准与底座基准振动状态下无相对角位移。     

应用复合减振器的梯形轨枕提高轨道的减振效果

为了分析使用金属橡胶-碟簧复合减振器的梯形轨枕轨道对地表及建筑物的减振效果以及地表振动传播规律,将地铁对沿线的振动影响问题简化成平面应变问题,利用ABAQUS有限元软件建立建筑物—地铁隧道—土层二维有限元模型。把仿真计算得到的道床加速度作为模型激励,研究使用复合减振器与普通线性减振垫的梯形轨枕轨道,对环境的振动影响差异,对复合减振器的减振效果做出评价。研究使用复合减振器的梯形轨枕轨道引起的地表振动传播规律。结果表明,相对于线性减振垫,金属橡胶—碟簧复合减振器可以提升减振效果,具有替换减振垫的可行性;得出地铁列车作用下的地表振动特性,并与文献结论做比较,证明模型的合理性。     

弱刚性机匣橡胶减振柔性夹具研究

薄壁机匣的径向刚度低,在加工过程中易出现颤振,影响工件表面加工质量和加工效率。因此,设计了一种橡胶减振柔性夹具,其可大面积地支撑工件内壁,从而提高工件的加工刚度。建立了工件?夹具系统等效动力学模型,通过机匣铣削实验验证了模型的准确性。对比分析了橡胶减振柔性夹具与传统夹具的减振性能,研究了铣削力加载频率、压板压力、T形压板压力和推动块压力对工件?夹具系统的振动影响。结果表明：工件在采用减振夹具工况下加速度有效值相较于采用传统夹具减小了43.33%;采用橡胶减振柔性夹具后,工件可以避开400~900 Hz范围内剧烈振动的频率区间,振动幅度大大减小;随着压板压力的增大,工件加速度有效值先减小后增大;针对不同高度工件,应采用不同的压板压力,以减小加工过程中工件的振动;在实际加工中,T形压板压力应超过3.56 MPa,推动块压力应超过0.26 MPa,即液压缸推力超过20 kN。研究结果对橡胶减振柔性夹具的现场应用具有重要的指导意义。     

基于磁流变弹性体的坦克陀螺仪组减振器设计

坦克战时所处的复杂振动环境会造成稳定器陀螺仪组测量精度下降,进而影响射击精度。从陀螺仪组减振需求和安装空间要求出发,介绍一种基于压缩工作模式的磁流变弹性体减振器设计方法,并通过有限元仿真软件对减振器磁路设计合理性进行分析。制备天然橡胶基和顺丁橡胶基磁流变弹性体样品,并利用磁强计对振动样品进行测试,比较了不同硫化磁场强度对磁流变弹性体样品性能的影响。对该减振器进行的振动试验结果表明,采用不同橡胶基体得到的磁流变弹性体减振器均具有刚度可变的特性,仿真中作随机振动时也有较好的减振效果。     

推力轴承油膜刚度对轴系－艇体结构 耦合振动的影响研究

在轴系－艇体结构耦合系统中,推力轴承是轴系与艇体结构振动耦合的关键部件之一,其阻抗特性直接决定了纵向脉动力到艇体结构的传递特性,对系统的耦合振动有着至关重要的影响。对推力轴承的动力学特性进行研究,得到在螺旋桨不同转速下的推力轴承油膜刚度,并将其应用于轴系－艇体结构耦合系统的动力学模型中,进而对不同转速下的轴系－艇体结构耦合振动进行分析。结果表明,推力轴承油膜刚度在中低转速条件下是纵向脉动力向艇体结构传递的重要影响因素,因而对螺旋桨纵向脉动力诱导的艇体结构振动与声辐射的预报和控制必须对其加以考虑。     

新型橡胶扭振减振器的仿真设计与试验验证研究

根据某型柴油机对扭振减振器扭转模态和扭转刚度设计的需求,在基于Mooney-Rivlin本构模型的计算结果满足其模态频率设计要求的前提下,通过调整参数设计其刚度使之满足要求后进行产品试制;并根据试件设计橡胶扭振减振器动态试验的夹具,通过测试获得在不同载荷下减振器动、静扭转刚度;通过试验与仿真的结果对比,发现基于仿真设计的减振器扭转刚度和试验具有很好的一致性,仿真误差在10%以内,这说明了该设计方法的可靠性,此法有助于降低扭振减振器设计成本并提高其设计效率。最后通过减振器的配机试验进一步证明该设计方法满足规范要求,参数与设计一致,扭振性能满足规范要求。     

航天某薄壳结构有限元法减振设计及验证

为了提高航天产品的抗振动环境能力,有必要对产品进行减振设计。用有限元分析法对航天某薄壳结构进行动态特性分析,进而进行减振器动态特性设计,并通过试验进行设计验证。根据产品特点及减振要求给定减振器基本结构形式,根据基本理论计算确定减振器初始参数,建立产品和减振器有限元模型,用仿真的方法进行减振器动态特性设计、结构尺寸优化,用振动台试验的方法对设计进行验证。试验结果表明,所设计的减振器实现了三个方向的减振,达到了减振目标要求,所采用的有限元分析方法是有效的。     

机载电子设备减振设计

针对外界振动影响机载设备正常工作和疲劳破坏等问题,给出了一种机载设备减振器设计方法。利用振动试验数据和受迫振动理论,建立等效减振系统模型,设计了两组金属丝网三向等刚度减振器,并对减振器的减振效果进行实验检验。结果表明,设计的两组减振器均能够降低机载电子设备的振动,而第二组减振器的减振性能优于第一组减振器的性能,验证了减振器设计方法的有效性,提高了机载导航系统性能和机载设备的使用寿命。