船用汽轮机组振动激励源特性分析

船用汽轮机组运行时会产生较强的振动,易引发关键构件的疲劳破坏,而充分了解船用汽轮机组的振动激励源特性是减小其振动的前提。对某船用汽轮机组在不同运行工况下的振动激励源特性进行仿真研究。首先,分别通过理论分析和数值计算得到汽轮机组的旋转和气动激励源,计算不同运行工况下的等效激励力;然后,将等效激励力加载到地面安装条件下的汽轮机组有限元模型上,计算不同工况下汽轮机组的振动响应;最后,通过对比不同工况下汽轮机组的响应特征,确定旋转不平衡力是汽轮机组所受激励的主要成分,并进一步建立船用汽轮机组的振动加速度与机组转速的关系。该研究方法及有关结论对船用汽轮机组减振优化设计具有一定的指导意义。     

基于贝叶斯估计的动载荷识别方法

为了降低测量误差等不确定性因素对识别结果的影响,建立基于贝叶斯估计理论的动力学系统载荷识别方法。首先,根据动力学系统运动方程,利用贝叶斯理论,推导载荷和误差参数的联合后验分布,进而得到载荷和误差参数的边缘概率分布;然后,采用马尔可夫蒙特卡罗方法,估计动力学系统所受的载荷,并利用仿真算例与基于奇异值分解的载荷识别方法进行对比;最后,利用实验数据,进一步验证本方法的有效性。结果表明,该方法在一定程度上减小了不确定性因素造成的识别误差,对于提高动载荷识别精度具有一定的参考意义。     

船舶水下辐射噪声抑制的声振相关性方法

船舶水下辐射噪声与船体振动的耦合关系是非常复杂的,识别水下辐射噪声与船体振动相关性较高的部位,确定影响水下辐射噪声的关键因素,对降低噪声具有重要工程意义。基于声振耦合分析原理,提出船舶水下辐射噪声抑制的声振相关性方法,探讨了船舶水下辐射噪声与结构振动特性、船上振源的频谱和船体振动响应等的相关性定量评价指标,厘清各因素对水下辐射噪声的影响规律。舱段及拖轮降噪设计示例表明,相关性定量评价指标的计算量小,根据指标值可以高效确定与水下辐射噪声相关性高的结构及影响参数,实现船舶水下辐射噪声的高效抑制设计;通过调整振源附近湿表面的板厚,舱段和拖轮的声功率总级分别降低了5.66 dB和4.84 dB,但振动减小幅度与噪声降低幅度并不是线性的。     

含周期声学黑洞梁的板架结构振动特性

声学黑洞结构通过使结构厚度按幂率渐变,改变结构阻抗从而调控弯曲波在结构中的波长和波速,可实现能量在黑洞区域的聚集和耗散。目前关于声学黑洞结构的研究主要是针对嵌入式声学黑洞,基于周期声学黑洞结构在部分频带良好的减振特性,将带阻尼层的周期声学黑洞梁贴敷在薄板上,提升薄板的减振效果并起到加强板刚度的作用。采用有限元法研究带周期声学黑洞梁的板架结构的减振效果,并将其基于敷设阻尼层和黑洞梁材料进行对比分析。结果表明,含声学黑洞梁能明显削弱振动速度传递响应,较好抑制板的振动;敷设阻尼层能增强对板减振效果,且适当增加黑洞梁数量能提升结构抑振性能;钢质梁较铝质梁刚度更大,能进一步增加板架结构的抑制带宽和增强抑制效果。     

含根量对原状与重塑草根加筋土强度影响的试验研究

用室内三轴试验方法研究了原状和重塑草根加筋土的强度特性,分析含根量对土体强度的影响,并对二者强度的差异进行量化描述。试验结果表明:对于原状草根加筋土,含根量的增加对内摩擦角基本无影响,但可提高土体黏聚力,并且黏聚力先增加再基本保持不变;对于重塑草根加筋土,存在最优含根量使其强度最高,并且该值与围压相关,随围压的增大,该值增加;重塑草根加筋土的含根量是原状土的4~6倍时,二者土体破坏时的主应力差值基本相等。     

镀锌Q & P980钢电阻点焊接头液态金属脆裂纹的影响因素分析

新一代超高强Q&P淬火延性钢在具有高强度的同时具有较好的断后伸长率,在车身制造中具有广阔的应用前景.然而在对镀锌Q&P980钢进行电阻点焊试验后,在焊接接头中发现了表面裂纹,前期研究表明该表面裂纹是由液态金属脆化机制所引起的,即钢板在液态锌和应力的共同作用下发生的沿晶界开裂.结果表明,点焊中的工艺参数,包括焊接电流、焊接时间及电极压力、以及加工条件,包括电极端面形状、加压模式、电极对中度均会对接头中的液态金属脆裂纹产生不同程度的影响,因此可以通过调整工艺参数及加工条件来降低裂纹的敏感性.     

面向对象的柴油机多功能仿真软件开发与应用

提出了一种发动机通用性能仿真软件的开发思路,并基于此完成了软件开发工作。基于C++语言,设计了一种面向对象的通用程序框架,可以实现多种仿真计算功能,包括稳态下的一维详细计算、容积法计算、实时计算及瞬态计算。气缸、进排气道、管接头、涡轮增压器等主要组件包含多种计算模型,可以根据建模需求进行选择。针对某型中速柴油机,详细介绍了软件性能计算的操作流程,并将计算结果与试验数据进行对比。结果表明,软件有较高的计算精度,而且实时计算功能完全能满足实时分析的要求,实时率可以达到3.92。     

基于源汇分布法的浸水结构振动特性分析EI北大核心CSCD

提出了一个考虑线性波自由液面对浸水结构附连水质量影响的修正方法。基于源汇分布法应用伽辽金法获得线性波自由液面边界条件下虚拟点源位置及流体速度势的近似解,进而得到相应的附连水质量。以部分浸没悬臂板及某舰机舱双层底模型为研究对象,通过MATLAB程序计算它们的前三阶横向振动频率,计算结果分别与实验结果和有限元结果进行比较分析。结果表明该方法不仅可以较为准确地反应线性波自由液面对附连水质量的影响,尤其在结构浅吃水或低频振动的情况下修正效果更为明显,而且避免了求解大型动力学方程,提高了计算效率。     

任意边界条件下中心开口矩形板自由振动特性分析EI北大核心CSCD

针对任意边界条件下中心开口矩形板的自由振动特性研究问题,引入改进傅里叶级数方法,用改进傅里叶级数形式表示开口矩形板的位移容许函数,该级数形式具有收敛性好、精度高等特点,采用沿边界均匀分布的线性弹簧模拟任意边界条件,并结合位移连续条件和Rayleigh-Ritz能量泛函变分法,对未知傅里叶展开系数求极值将问题转化为求解一个标准特征值方程问题,通过求解方程可得到中心开口矩形板的固有频率及其对应振型;对不同边界组合不需重新推导公式,只需改变模拟弹簧刚度值即可,提高了效率,最后通过数值算例与有限元方法的计算结果进行对比分析以验证文中方法的有效性和精确性。     

弹性螺旋桨-轴系建模及振动特性的解析方法研究

为考虑螺旋桨自身弹性对桨-轴系统振动特性的影响,建立了一套基于Timoshenko梁理论的解析方法。将螺旋桨、轴系均用Timoshenko梁建模,结合桨叶与轴系连接处的协调条件及其边界条件,给出系统横向、纵向自由振动的控制方程;在同有限元结果对比表明本方法具有良好精度基础上,分析了桨叶弹性对系统模态的影响及桨-轴系统的力传递特性。研究表明:桨-轴系统的模态振型中螺旋桨叶片和轴系的弹性变形同时发生且相互影响,叶片弯曲模态会加剧轴系振动;作用于桨叶的激励引起的桨-轴系统轴承处的纵向传递力被桨叶弯曲和轴系纵振两阶模态显著放大,而横向传递力主要由桨叶及轴系的弯曲模态控制。