刚性隔振装置设计和隔振效果试验研究

运用波动理论分析了刚性质量块的减振机理,对其减振效果进行了理论分析.经过分析可知,结构中由于截面突变等边界条件发生变化时,都会使弹性波在传播过程中遇到一个不连续处,它或多或少会反射或抑制一部分弹性波,从而起到隔离一部分弹性波的作用,减小弹性波通过突变界面处的能量,具有一定的隔离效果.通过试验研究发现,单层阻隔质量系统隔振效果不是很好,但采用双层阻隔质量系统后,隔振效果得到很好的提高.     

考虑设备弹性的隔振系统

针对被隔振设备在高频域表现出的弹性阻抗特性,将设备中具有弹性性质的支撑部分模化为两端自由连续体,确定振源输出作为一个常力作用在设备支撑上,同时考虑设备支撑的刚体运动与弹性振动。采用导纳矩阵法对设备支撑的阻抗特性及隔振系统的功率流传递特性进行研究。结果表明,振源激励力在设备支撑上的位置对系统隔振效果具有较大影响。当激励力偏心时不仅引起系统横摇振动,还会激发设备支撑与基础的偶数阶模态,导致隔振效果变差。隔振器相对设备支撑中心或基础中心不对称布置会激发基础偶数阶模态,且前者还会导致垂向-横摇耦合振动。分析的结果对于弹性基础隔振效果的改善有参考价值。     

复杂弹性耦合隔振系统建模及其优化设计

复杂弹性耦合隔振系统是在多层隔振系统中考虑中间筏体和基础的弹性而形成的一类隔振系统，提出了关于这类复杂隔振系统子结构建模的新方法，并用该方法建立了二维复杂弹性耦合隔振系统的动力学方程。并在此基础上进一步提出了一种新的基于小生境的自适应遗传优化算法，运用该算法对二维复杂弹性耦合隔振系统基于系统功率流传递的最优化设计。     

整体式与分布式双层隔振系统性能对比研究

为改善整体式双层隔振系统中间质量因实际工程空间尺寸、质量以及加工精度限制导致刚性相对弱、质量偏心大和弹性效应明显而引起的隔振效果降低问题,采用中间质量为分布式双层隔振系统是一种处理措施。本文通过偏心激励下的非对称双层隔振系统理论建模,对比研究在同等条件下整体式统和分布式双层隔振系统隔振效果。研究结果表明分布式双层隔振系统在中高频隔振效果明显优于整体式双层隔振系统,且在小于整体式质量比时仍能获得相当的隔振效果,对工程应用具有一定指导价值。     

大型浮筏隔振系统筏架耦合振动研究

大型浮筏隔振系统中的筏架(中间质量)是隔振系统振动传递控制的一个重要环节,使筏架前几阶模态频率避开隔振系统的低频特征频率是提高隔振系统低频隔振效果的关键。以大型隔振系统为研究对象,着重分析大型隔振系统筏架的上、下层支承边界特性对其前几阶模态振型和频率的影响,为提高大型隔振系统的低频隔振效果提供参考。     

小中间质量对复杂系统隔振效果的影响及最优设计

本文应用传递矩阵法分析了弹性底座、非对称多支承复杂系统的隔振效果,揭示了小中间质量对具有一个对称面的复杂隔振系统的影响规律,应用优化方法探讨了复杂隔振系统的逆设计问题。最后由计算机确定系统的最佳设计参数,并给出各种传递输出量的性能曲线,为解决非对称系统隔振设计问题提供了一种理论分析方法。     

基座刚度对主被动隔振系统控制效果的影响分析

为了研究基于弹性基座的主被动隔振系统的隔振性能,将弹性基座简化为一个大刚度弹簧连接的质量单元,建立主被动隔振系统的三自由度模型和运动方程,推导主通道传递函数和次级通道传递函数的频域表达式。结合Fx LMS自适应控制算法,在Matlab/Simulink中建立该隔振系统模型,对上层机械设备施加含白噪声的多频正弦激励力,进行主动隔振研究。分析基座刚度对主通道、次级通道传递函数的幅频特性,振动线谱控制效果以及主动控制力的影响。结果发现较大的基座刚度有利于提高振动线谱控制效果,也有利于降低主动控制力需求。     

复杂弹性耦合隔振系统振动建模研究

用一种子结构建模方法建立了复杂弹性耦合隔振系统的振动方程 ,解决了以往复杂弹性耦合隔振系统中弹性筏体及非刚性基础的振动建模的问题。首先 ,详细介绍了复杂弹性耦合系统子结构建模的步骤 ;然后通过对一个具体算例的计算 ,比较了本文方法计算的结果和 ANSYS建模得到结果 ,可以看出两种计算结果的各阶固有频率结果都非常接近 ,从而证明了本文的方法是正确有效的 ;最后 ,用实验模态分析的方法进一步验证了本文的子结构方法对复杂弹性耦合隔振系统建模理论的正确性。     

具有非线性减振器的弹性双层隔振系统建模

运用多体动力学理论、动态子结构方法,同时考虑中间质量弹性和隔振器刚度与阻尼非线性,建立一个弹性双层隔振系统动力学新模型。对所建模型进行编程计算,求出其在冲击激励下响应,并与有限元计算结果比较分析,验证所建力学模型正确性与合理性,在此基础上进一步分析中间质量弹性和非线性隔振器对双层隔振系统冲击响应影响。     

双层浮筏隔振系统筏体结构与隔振特性的研究

双层浮筏隔振系统中，筏体结构对隔振效果的影响重大，针对不同的筏体结构，在MSC／PATRAN中建立了浮筏的有限元模型，并且分析其固有振动特性、隔振效果，为隔振设计提供参考。     

刚柔混合法在双层隔振系统隔振效果预测中的应用

首先建立双层隔振多刚体动力学计算模型,研究系统参数对隔振效果的影响。然后以6L16/24柴油机为研究对象,在原有单层隔振系统的基础上进行双层隔振设计。最后针对所设计的双层隔振系统,在Ansys中建立曲轴、机体和中间质量块的有限元模型,进行子结构缩减;在AVL-Excite中建立柴油机柔性体虚拟样机模型,仿真计算各悬置点的加速度,基于此计算其1/3倍频程谱和振动量级,在设计阶段从振级落差的角度预测双层隔振柴油机的隔振效果。     

浮筏隔振装置抗基础冲击的研究

本文对船舶浮筏装置的抗基础冲击特性进行了理论分析与试验研究。在建立隔振装置力学模型的基础上，推导了隔振机组的冲击加速度以及隔振器变形量的表达式，计算得到其与频率比及质量比的关系，讨论了浮筏参数的选取。在理论分析的基础上，通过船舶浮筏模型试验，研究了浮筏隔振装置对于船体基座冲击的响应，讨论了影响冲击隔离的因素。     

中间构架柔性对双层隔振系统隔振特性的影响

为定量分析中间构架柔性对内燃动力包双层隔振系统隔振特性的影响规律,指导双层隔振系统的优化设计,建立中间构架的有限元模型并进行模态计算,通过与试验模态对比,验证有限元模型的正确性。在Adams中建立考虑中间构架柔性的刚柔耦合系统动力学模型以及将中间构架视为刚体的多刚体系统动力学模型。通过自由振动和扫频分析,得到中间构架柔性对双层隔振系统隔振特性的影响规律。研究结果表明中间构架柔性会使系统固有频率及主模态方向解耦度减小,并使系统幅值响应出现"移频"、"增频"现象,其中低频段以"移频"为主,高频段以"增频"为主,中频段二者同时出现。相关结论可为隔振设计以及耦合振动的有效控制提供动力学方面的参考。     

浮筏及双层隔振装置隔振性能计算与分析

浮筏隔振是从传递路径上控制舰艇机械噪声的重要措施之一。为分析浮筏隔振装置的性能及筏架上设备激励相位差的影响,并与双层隔振装置的效果进行对比,本文基于导纳理论建立了设备-浮筏-安装基座系统的动力学分析模型,对泵组小型浮筏隔振装置进行了数值计算与分析。结果表明,在中高频段,浮筏隔振装置的效果主要取决于设备-上层隔振器、筏架-下层隔振器系统的垂向刚体振动固有频率ω1、ω2,故筏架上单台设备运行时其隔振效果与同固有频率ω1、ω2的双层隔振装置基本一致,而在低频段浮筏隔振装置效果略好;筏架上设备激励的相位差对中高频段传递到基座的振动功率流及振级落差几乎没有影响,但对低频段的振动传递及隔振性能有一定影响。     

线谱激励的混沌隔振研究

一般的线性被动隔振系统因具有频率保持性而不能彻底隔离线谱激励，而对于非线性隔振系统则可能改变系统的频谱结构，特别是处于混沌状态时它的频谱是连续的宽频特性以消除或减弱特征线谱进行了研究。结果表明混沌隔振不仅对线谱有较好的隔离效果，而且整体隔振性能也比较好。     

具有参数摄动的复杂柔性耦合隔振系统建模

针对目前复杂柔性隔振系统的数学模型与实际隔振系统之间存在的差异，将阻抗/导纳方法和矩阵传递法相结合，建立包括被隔离设备、多个电磁式主被动一体隔振器和柔性基础在内的复杂柔性耦合系统的状态空间模型。将相对于名义模型中隔振系统参数的变化量以虚拟回路增益的方式引入模型，建立具有参数摄动的隔振系统数学模型。在此基础上，通过矩阵变换的形式，推导出反映模态频率不确定的参数摄动的隔振系统模型，直观反映系统模态阻尼和模态频率的变化，为下一步复杂柔性耦合隔振系统的鲁棒控制器的设计提供依据。     

柔性基础混合隔振系统建模与控制研究

实际的混合隔振系统一般由刚体振源、弹性安装基础以及连接它们的隔振器、作动器构成,是一个复杂的具有刚柔耦合特性的无限维分布参数系统。为了兼顾系统建模的准确性和控制器设计的方便性,采用子结构模态综合法对柔性基础混合隔振系统进行了建模,并与ANSYS建立的有限元模型进行了对比,在验证了模型有效性的基础上,基于修正的独立模态控制算法对混合隔振系统进行了控制设计和仿真分析,结果表明设计的混合隔振系统能够有效地减小基础的振动响应,且隔振效果优于被动隔振系统。     

考虑分层梯度的筒状蜂窝基座隔振性能研究

多孔蜂窝具有良好的吸能隔振特性，但是传统蜂窝基座主要研究其均匀参数的增加或减少对隔振性能的影响，且易出现应力集中、面内刚度低承载能力差的缺陷。为此提出了一种圆筒状蜂窝基座，分析了筒状蜂窝基座抗变形能力，通过优化软件内置序列二次规划算法，在满足一定的隔振性能前提下，优化出合理的基座设计参数。基于优化得到的基座参数进行了分层梯度设计，分别以胞元壁厚、内凹角度为自变量，设计了顺厚度梯度、逆厚度梯度、顺角度梯度、逆角度梯度的蜂窝层，在确保基座质量体积不变的前提下，讨论了分层梯度设计对基座隔振性能的影响。结果表明，圆筒状蜂窝基座较之于规则方形基座其比刚度更高，承载能力更强，厚度梯度的设计较之均匀参数设计隔振性能有所提升，逆厚度梯度设计隔振效果最佳，角度梯度设计对隔振性能影响不明显。     

列车用双层隔振系统隔振性能实验

为评估某内燃动车组车下柴油发电机组的双层隔振系统隔振效果,对系统进行台架振动测试,根据加速度响应信号进行频域和时域传递特性分析,并结合振动评定指标评价该系统的隔振性能。然后,对车体和机组双层隔振系统进行模态实验和模态匹配性分析。结果表明,该系统隔振性能良好,且不与车体发生耦合共振,隔振参数设计合理。最后,通过车辆线路运行试验验证了分析结果。     

浮筏隔振装置设计中的模态控制研究

对安装有三台机组的大型复杂浮筏隔振系统进行研究.对筏体和浮筏隔振系统进行了有限元建模.接着对各种支撑条件下的筏体和完全组装好的筏体进行了模态测试和分析,得到了筏体在不同状态下的模态参数并对其进行了比较.结果表明从模态控制的角度来看筏体设计是成功的.