带限位隔离系统抗冲击性能分析

为了提高舰载设备的抗冲击性能,改善限位参数不匹配造成的二次冲击问题,利用ANSYS中带有间隙的弹簧单元构建带限位隔离系统的仿真计算模型,分析阻尼参数尤其是大阻尼限位对隔离系统冲击响应的影响。研究结果表明:对于任意一确定刚度比,即限位器与隔离器的刚度之比,都存在一个最优阻尼比,使得隔离系统的加速度响应幅值最小,并且最优阻尼比随刚度比增大而增大。适当的限位器阻尼可改善隔离系统的冲击性能,特别是大阻尼限位系统不仅能够有效限制相对位移响应幅值,而且能够大幅降低加速度响应幅值,有效提高舰载设备的抗冲击性能。     

磁力预紧缓冲器的力学特性及缓冲性能研究

在冲击作用下,传统预紧缓冲器能够为设备提供良好的缓冲效果,但是当外界冲击大于缓冲器预紧力并发生变形时,会产生大于预紧力的冲击力响应,从而影响缓冲性能。为降低预紧缓冲器的冲击力响应,提高缓冲性能,提出一种磁力预紧缓冲器。利用谐波平衡法对磁力预紧缓冲器的非线性微分方程求解,获得该系统的方程解;通过数值计算获得磁力预紧缓冲器的冲击响应规律,将磁力预紧缓冲器与传统预紧缓冲器的冲击响应进行对比分析。上述计算结果说明,在具有相同预紧力的情况下,磁力预紧缓冲器的冲击响应受到磁力预紧力和线性刚度的影响;与其它预紧缓冲器相比,通过选择合适线性刚度的磁力预紧缓冲器,传递力响应以及速度响应都能够明显地降低,而位移响应基本保持不变。利用跌落冲击机对原理样机进行冲击试验,试验结果与理论结果基本一致,验证理论计算结果的准确性。     

爆炸容器基础隔振设计

本文针对某实验室的爆炸容器基础,隔振系统采用两自由度、有阻尼计算模型,进行动力分析。分析时,以隔振器的刚度和阻尼比为循环控制变量,对于给定的隔振系统及爆炸荷载,寻找出隔振器刚度与阻尼比的合理匹配,并对隔振器进行设计。提出在冲击荷载作用下,确定隔振器刚度和阻尼比的方法,对实际工程设计具有较大的意义     

双限位器隔离系统的冲击响应计算及参数影响分析

针对限位器在承受冲击载荷过程中存在二次冲击的问题,建立了双限位器冲击隔离系统数学模型,通过分段线性的杜哈梅积分对冲击方程进行了解析求解,并与阶跃速度法的冲击响应结果进行对比,分析限位器参数(刚度比、阻尼比、安装间隙)对冲击响应的影响,讨论了多岛遗传算法在限位器参数优化中的应用。研究结果表明:适当的限位器阻尼可以有效提升隔冲系统的抗冲击能力,但当阻尼较大时,不可用速度阶跃法进行计算;制定合理的优化策略,利用多岛遗传算法可以得到符合冲击要求的限位器最优参数。     

被动式恒力缓冲装置的设计与性能研究

船舶设备遭受强冲击作用时,能够承受的加速度和相对位移幅值都很小,采用隔振器和限位器均不能满足抗冲击要求,此时需要特殊的缓冲元件来存储、吸收大量的冲击能量。基于最优抗冲理论,设计一种被动式恒力缓冲装置,推导了凸轮滑轨机构受力与弹簧变形之间的关系,在此基础上分析了橡胶垫等效线性刚度、阻尼比对恒力缓冲装置缓冲性能的影响,并与等效线性刚度系统进行了对比。研究结果表明,与等效线性刚度系统相比,该装置明显降低被隔离设备的绝对加速度幅值和相对位移幅值,具有良好的抗冲击性能。研究结论为恒力缓冲装置的设计和应用提供一定的参考。     

可控阻尼半主动冲击隔离技术研究

传统的冲击隔离系统通常都只是从刚度上进行设计，因此在提供较高冲击隔离效率的同时，往往带来很大的相对位移。针对那些遭受持续时间很短的冲击，但又对冲击隔离效率和相对位移有严格限制的冲击隔离问题，提出了可控阻尼的半主动冲击隔离技术。在不遭受冲击时该半主动冲击隔离系统工作于最小阻尼状态，不影响隔振性能。在遭受冲击时，通过分两个阶段的半主动控制策略控制阻尼比的变化，可以自动地在保证冲击隔离效率的前提下，使用尽可能大的阻尼比，从而大幅降低相对位移幅值。仿真研究表明该可控阻尼半主动冲击隔离技术可以取得优异的冲击隔离性能。     

独立矩形截面超高层建筑的顺风向气动阻尼风洞试验研究

通过37个超高层建筑气动弹性模型的风洞试验,利用随机减量法从模型的风致加速度响应中识别了气动阻尼,并通过与前人相关研究成果及基于准定常理论的计算结果的比较验证了识别结果的正确性。在此基础上,研究了独立矩形截面超高层建筑顺风向气动阻尼的变化规律,考察了质量密度比、广义刚度、结构阻尼比、高宽比、宽厚比及风场类型对建筑结构气动阻尼比的影响。研究结果表明：超高层建筑顺风向气动阻尼比随折减风速变化的曲线近似一条单调增加的直线;结构阻尼比、质量密度比、宽厚比、折减风速、高宽比是影响顺风气动阻尼的比较重要的参数;广义刚度、风场类型相对影响较小。基于这些研究数据,拟合了超高层建筑顺风向气动阻尼比的经验公式,供工程设计人员参考。     

冲击理想化为速度阶跃的适用范围及其误差

为简化计算,一般当冲击力作用时间远小于隔离系统的固有周期时,我们可把冲击理想化为速度阶跃。这种近似处理方法会引起一定的误差,目前还只有无阻尼条件下的探讨。随着阻尼器件在冲击隔离中的应用越来越广泛,十分必要对有阻尼条件下冲击理想化为速度阶跃的条件及其误差进行分析。本文通过对具有代表性的半正弦和矩形冲击的计算和分析,发现在大阻尼比下,不宜把冲击理想化为速度阶跃。本文给出了速度阶跃处理方法的适用范围及其误差,并对影响误差的因素进行了探讨。     

斜支承弹簧系统跌落冲击响应及影响因素分析

以斜支承弹簧系统为研究对象,建立了跌落冲击条件下系统无量纲非线性动力学方程。利用龙格-库塔数值分析方法求解动力学方程,讨论了无量纲跌落冲击速度、系统支承角及阻尼等对系统响应的影响。研究表明,随着无量纲跌落冲击速度的增加,系统位移响应峰值和加速度响应峰值增加;随着支承角的减小,位移响应峰值增大,加速度响应峰值减小;阻尼对系统响应影响显著,对系统加速度峰值影响存在最佳阻尼比,最佳阻尼比随系统支承角减小而减小。通过适当地选取阻尼比及支承角可有效地改善系统的抗冲击能力。     

物体在粘滞性阻尼剂中运动规律探讨和粘滞性阻尼器结构形式研究

1．前景金属螺旋弹簧隔振器广泛应用于振动和冲击的隔离，但金属螺旋弹簧隔振器阻尼比很低，只有0．003左右。对于旋转或旋转往复机械设备，为限制其起动和停车时的振幅，一般要求其隔振系统阻尼比为0．04～0．I0或更大一些；而对冲击隔离而言，阻尼比应在0．20～0．30范围或更大一些。显然，金属弹簧隔振器无法满足这一要求，一般应用时应配套有阻尼器。目前国内配套阻尼器的类别有七、八种，均存在各自的缺点。在某些情况下（如大型冲击设备的冲击隔离）难以满足要求。相对来讲，粘滞性阻尼器适用范围广，尤其是在体积不大的情况下，其阻…