水下航行器浮筏隔振系统研究

在浮筏隔振技术的基础上,论文首先通过实验验证了有限元建模的正确性和浮筏隔振系统的隔振效果,并通过有限元软件分析了当浮筏隔振系统的结构参数(壳体刚度、筏体质量比、阻尼、隔振器刚度)发生变化对隔振系统的影响。     

半主动控制浮筏隔振系统的开关算法与仿真研究

为解决船舶动力系统的隔振等问题,将浮筏隔振技术应用到船舶动力系统的隔振中。针对半主动控制浮筏隔振的三自由度系统,通过研究半主动控制浮筏隔振系统的开关控制算法,给出了两种开关控制算法。在建立了两种半主动开关控制浮筏隔振系统的仿真模型的基础上,实现了半主动控制浮筏隔振系统基础加速度响应的仿真分析。研究了半主动控制浮筏隔振系统在这两种开关控制算法控制下,不同的激振频率对基础加速度的影响。最后,讨论了两种算法对提高浮筏隔振系统隔振效果的有效性。研究结果表明,两种开关控制算法下的半主动控制浮筏隔振系统在不同的激振频率时,基础加速度幅值有一定的衰减。     

浮筏隔振系统拓扑优化研究与振动特性分析

采用拓扑优化方法对浮筏隔振系统的筏架结构进行了减重优化设计,运用功率流方法对浮筏系统的振动传递特性进行了研究。针对优化的筏架结构,采用空气弹簧隔振器搭建了浮筏隔振系统实验模型,采用振级落差对浮筏系统的隔振性能进行了分析。通过仿真结果可以看出,笔者优化的筏架结构在重量大幅度减轻的情况下,仍具有较好的隔振性能。通过实验结果可以看出,空气弹簧的隔振效果与其刚度有着紧密的联系,浮筏隔振系统具有较好的隔振性能。     

平置板式主动浮筏系统的隔振研究

建立了浮筏系统的主被动联合控制模型,推导了多机组、多扰动源的平置板式复杂浮筏隔振系统的各个子系统的导纳矩阵表达式,实现了浮筏隔振系统的主动控制和被动控制的统一数学描述。阐释了机器控制、浮筏控制和全控制等各种控制形式的概念,研究了最小功率流控制策略下不同控制形式的主动浮筏隔振系统的功率流传递特性,并给出了主动浮筏系统隔振设计的基本准则。     

浮筏隔振系统功率流的另一计算方法

推导了一种用来计算输入浮筏隔振系统功率流的新方法，以便对浮筏隔振系统的隔振性能进行评估。在理论推导的基础上，运用新方法进行仿真计算，得出了输入到浮筏各子系统的功率流，初步分析了影响浮筏系统隔振性能的主要因素。     

基于惯容的浮筏隔振系统人工自愈技术研究

传统浮筏隔振系统为双层“质量-弹簧-阻尼”机械系统。基于机电相似理论，质量与一端接地电容对应，而惯容是与电容完全对应的双端机械元件。将惯容引入浮筏隔振系统，使浮筏动力学模型中双层质量间可产生可变惯性耦合，从而极大影响系统固有频率与隔振性能。浮筏的退化或异动会改变系统固有频率和力传递率。惯容惯质系数的增加会使浮筏固有频率降低并影响力传递率。将人工自愈的思想引入浮筏隔振系统，根据系统固有频率的监测结果来调节惯容惯质系数，将系统固有频率自主调整恢复至合适固有频率，即为基于惯容的浮筏隔振系统人工自愈技术。为验证该技术原理，搭建浮筏隔振系统实验平台，进行简谐激励扫频试验。试验结果验证基于惯容的浮筏隔振系统人工自愈技术的可行性。     

全柔性浮筏隔振系统建模与隔振性能分析

建立了一种包含设备、隔振器、筏架和基础的全柔性浮筏隔振系统的动力学模型。首先,将设备自由振速引入到浮筏隔振系统建模中,提高了模型精度;然后,利用四端参数模型的思想,将筏架的点到点导纳矩阵表示为四端参数网络模型;最后,采用阻抗综合法完成总系统动力学方程,该模型简洁且通用性强。通过数值算例验证了本模型的正确性和有效性,并分别讨论了筏架刚性与柔性以及隔振器参数对隔振效果的影响。所提出的方法对浮筏系统隔振效果的工程计算和设计具有较为重要的理论价值。     

潜艇浮筏隔振系统的半主动模糊滑模控制

对带有电流变液智能阻尼器的双层浮筏隔振系统设计一种半主动静态输出反馈模糊滑模控制器.根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模面矩阵.根据滑模到达条件及可控屈服阻尼力对隔振系统做负功原理设计半主动输出反馈模糊滑模控制器.仿真分析浮筏隔振系统在扫频激励信号下的力传递率及在双频激励信号下的输入力和输出力曲线.仿真结果表明,半主动输出反馈模糊滑模控制下的浮筏隔振系统的减振效果要远好于最优被动阻尼系统.     

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。     

潜艇浮筏隔振系统的控制研究

为带有电流变阻尼器的双层浮筏隔振系统设计了一种半主动模糊滑模控制器。根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择了滑模面系数,并根据滑模到达条件设计了半主动模糊滑模控制器。仿真分析了浮筏隔振系统在扫频激励信号下的力传递率及双频激励信号下输入力和输出力的曲线。仿真结果表明：半主动模糊滑模控制下浮筏隔振系统的减振效果要远好于最优被动阻尼系统。     

浮筏隔振系统的功率流研究

利用功率流进行浮筏隔振系统研究。建立柔性基础上的多支承隔振系统动力学模型,给出系统动态特性结构化分析方法,推导耦合系统动态传递方程及功率流表达式。结合工程实际机组隔振系统功率流的数值计算结果,着重探讨隔振器安装位置、刚度及基础弹性对隔振效果影响。     

多层隔振系统的动力学方程

以多层隔振系统质量块（刚体）空间一般运动的坐标变换,系统的动能,势能和阻尼耗散函数,系统的拉格朗日方程为理论基础,对系统的运动微分方程进行了严格的数学推导,得出适用于质量块之间或质量块与基础之间具有６个相对运动自由度的多层隔振系统的运动微分方程组。该方程组对现有方程组有较大的改进,可应用于舰船的隔振降噪浮筏装置,也可应用于陆地上的动力机器及精密设备的多层隔振系统的设计计算。     

舱筏隔振系统声学设计及优化、控制

正舱筏隔振技术是当前舰船减振降噪领域的关键技术,它可以有效地隔离舰船主、辅机系统和其它动力设备的机械振动传递,降低艇体的水下辐射噪声。在以声学设计为主导的安静型潜艇设计中,机械系统噪声定量预报和机械噪声控制及优化是潜艇机械噪声研究急需突破的两大问题。因此,本论文以"十一五"国防预研项目"浮筏声学性能优化","高性能主动隔振器的研究"和国家安全重大基础研究973项目子专题"高效隔振浮筏声学构建原理"为背景,突破传统的隔振与总体声学性能割裂的局限性,致力于建立舱筏隔振系统定量化的振动传递及声辐射计算方法和以声学性能为目标的优化方法,并有针对性地提出舱     

空压机机组隔振设计及抗冲击分析

根据某型空压机机组浮筏隔振装置的设计要求,对隔振装置的相关性能进行了校核。利用简化的空压机三维模型,通过ADAMS模拟船舶静载、倾斜、摇摆等运行工况,得到了隔振器在各工况下的变形情况。根据相关标准的要求,对冲击谱参数进行了计算,得出了隔振器的冲击变形。对空压机筏架和空压机机组进行了模态分析,并通过传递函数计算复算了隔振设计的合理性。各项指标表明该隔振设计合理,利用校核过程,提供了一套隔振抗冲击的工程分析方法。     

浮筏隔振系统功率流的实验研究

功率流实验研究是浮筏隔振系统振动特性研究的一个主要方面。本文将给出一套实验方法，以求实现实验台架的搭建、振动的激励信号的传递、信号的初步分析、微机联网的信号再分析、以及最后结果的打印和计算图形的绘制。     

基于弹性薄板的浮筏隔振系统振动传递研究

采用子结构综合法建立了基于弹性薄板的浮筏隔振系统模型,推导了多源激励下系统理论响应解,同时通过ANSYS建立对应有限元模型,对比分析两种方法所得响应解,从而论证理论模型的可靠性。在此基础上,分析了机组间激振力的相位差、幅值差异以及多方向激励对系统位移响应的影响。     

双层隔振系统隔振效果实验分析

针对出口内燃动车动力包采用的双层隔振系统的隔振效果问题,根据优化的双层隔振系统刚度,对动力包双层隔振系统进行了地面台架实验。利用三向加速度传感器测试动力包各运行工况下机组振动烈度测点和1级、2级隔振器上下测点的加速度值,从机组的振动烈度、1级、2级各隔振器的振级落差和动态减振力有效值随转速变化关系分析了双层隔振系统的隔振效果。结果表明,双层隔振系统优化的刚度结果隔振效果良好,能满足实际工程的需要。     

双层浮筏台架的多通道自适应主动控制仿真及实验

浮筏隔振是大型舰艇在减少动力装置的振动中常用的隔振方法,作为被动隔振,其对高频振动的隔振效果显著但是对低频振动的效果不明显。本文针对双层浮筏隔振中对低频振动隔振效果不明显的问题,设计了一款基于FPGA+DSP的双核多通道自适应主动控制器,运用多通道FxLMS(MFxLMS)算法对双层浮筏隔振平台的低频振动进行主动控制,并取得了显著的控制效果。     

混凝土振动台隔振系统设计

介绍钢纤维聚合物混凝土振动台的隔振理论及隔振参数的计算方法.通过对隔振系统的分析,探讨隔振系统各参数之间的关系以及如何选择隔振系统的频率比和阻尼.为钢纤维聚合物混凝土振动台隔振系统的设计提供理论参考.     

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。