低频非线性浮筏隔振装置设计及特性研究

低频振动噪声影响水下装备声隐身性能。在原气囊隔振装置基础上,通过结构改进设计,使得侧向气囊能够为系统提供负刚度,通过与垂向气囊并联,设计了一种新型非线性浮筏隔振装置,提升了隔振装置的低频隔振能力。新型隔振装置由“侧向气囊-万向节-垂向气囊”非线性隔振器组和浮筏组成。分析了侧向气囊为系统提供负刚度原理,建立了非线性浮筏隔振装置六自由度动力学模型,设计了新型隔振装置样机并开展了相关性能试验。理论分析和试验结果表明,新型非线性浮筏隔振系统垂向一阶固有频率约为原系统的50%,垂向隔振性能提升了约6 dB,侧向隔振性能与原系统相当。此外,也研究了非线性浮筏隔振系统的摇摆稳定性。研究结果表明,在重载情况下,新系统能够具备较好的摇摆稳定性。     

基于Matlab的切纸机小波除噪隔振研究

建立了切纸机刀床的力学模型,分析了主动隔振的原理及特点,利用试验测试法和试验模态分析法确定刀床的固有频率和阻尼比.根据隔振原理以及系统的各个固有参数确定隔振器的类型、参数、材料和结构,通过振动测试的方法,对振动切纸机的隔振效果进行检测.结果表明,设计的隔振装置能有效地阻止刀床的振动沿拉杆向机架传递,隔振效果明显.     

磁流变隔振系统的非线性特性研究

采用Bingham模型来描述磁流阻尼器的力学特性．研究了单自由度磁流变隔振系统的主共振，利用平均法得到了被动控制系统的理论解，且对理论解进行了数值验证．调整了影响隔振效果的各种参数，定量或定性地分析各种参数的影响，从而可以更加有效地控制主共振．设计了基于单自由度磁流变阻尼器的隔振系统的实验装置，试验研究了系统参数对隔振效果的影响．     

硬特性非线性隔振装置混沌动力学特性研究

针对非线性隔振原理设计出硬特性非线性混沌隔振实验装置,对以钢板、橡胶材料为隔振元件的非线性隔振系统进行了实验研究,实验得到了该装置的力学性能参数。通过数值计算得到了该装置的动力学行为。计算结果表明该装置从周期分岔逐渐进入混沌状态,线谱也从单一频谱结构变为宽频谱结构,且在混沌区域内对线谱有明显的隔离效果。     

一种复合机座对设备隔振效果影响试验

通过隔振理论分析,设计复合设备机座的隔振效果试验方案,并讨论试验方案中振级落差和插入损失的关系;通过试验分析,研究复合设备机座自身的隔振效果与其对试验系统的隔振效果的影响,结果表明复合设备机座具有较好的高频隔振效果,但对不同隔振系统的隔振效果影响不同。     

采用磁流变阻尼器的整星隔振平台试验研究

为降低卫星受到的来自于运载火箭的振动和冲击载荷,针对柔性卫星整体隔振,提出一种采用高频解耦型磁流变阻尼器的新型整星隔振平台。在理论分析的基础上,设计并制造了新型整星隔振平台、锥壳适配器和模拟卫星,搭建整星隔振系统,进行整星隔振性能试验。对比采用新型整星隔振平台、采用常规磁流变阻尼器隔振平台和采用锥壳适配器时的隔振效果,得到如下结论:新型整星隔振系统的隔振效果明显好于使用传统锥壳适配器时的情况;采用高频解耦型阻尼器能帮助隔振平台减小高频传递率,改善高频隔振性能。试验结果验证了理论分析的正确性。     

基于ADAMS的船舶隔振系统性能研究

以某型空气弹簧作为隔振支撑装置的船舶隔振试验系统为原型,以三个方向的一维弹簧模拟了三维非线性空气弹簧,建立了基于ADAMS的船舶隔振试验系统虚拟平台模型。在此平台上,对设备进行了振动分析,并按GJB对潜艇机械设备的测试要求,模拟了船舶在海上航行时遇到的大风浪横摇摆、受冲击的情况。通过仿真分析结果,对以后隔振装置的选型和布置提供了一定的参考依据。     

一种改进的气囊隔振装置结构设计及试验研究EI北大核心CSCD

为提升气囊隔振装置低频隔振性能,需要进一步降低系统刚度。该研究提出了一种新型气囊隔振装置设计形式,该结构能够保证隔振系统的静承载能力不变,但刚度实现大幅降低。改进的结构设计是在原系统的结构基础上,引入了万向节与连接结构。在静平衡状态时,万向节不发生转动,引入的新结构不会影响系统的静承载能力。当承载平台发生振动时,引入的新结构改变侧向气囊的变形情况,从而降低系统的刚度。该研究建立了新系统简化的力学模型,推导出系统回复力与位移的关系,并分析了无量纲参数对系统特性的影响。进行了动力学分析,比较了新系统与原系统力传递率特性,结果发现新系统的起始隔振频率远低于原系统。设计、制造了原理样机,并进行试验。理论与试验结果表明:新系统可以近似为一个线性系统,与理论分析相符,且隔振系统的刚度最大可下降75%;该结构设计能够有效减低系统刚度,从而提升隔振系统隔振能力。     

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。     

双层隔振装置冲击试验研究

通过跌落式冲击试验方法,验证了柴油电机组双层隔振装置可以达到有效的冲击隔离效果,从而保证舰船设备在强烈冲击环境中仍能正常工作.双层隔振装置的自振周期远大于冲击输入持续时间才能取得良好的冲击隔离效果,建立的跌落式冲击试验装置可以用来进行中小型舰船设备的抗冲击能力校核试验.     

滚球型准零刚度隔振器的特性分析

针对工程实践中的低频隔振难题,提出一种紧凑的、带滚球装置的准零刚度隔振器。首先,对隔振器进行了静力学分析,得到了实现准零刚度的参数条件;其次,建立了隔振系统动力学模型,利用谐波平衡法分析了系统频响特性及隔振性能,讨论了激励幅值和阻尼对响应的影响;最后,利用ADAMS对系统动力学特性进行仿真及隔振效果评估。结果表明,与相应的线性隔振系统相比,准零刚度隔振器的起始隔振频率显著降低,且在低频范围内力传递率比线性系统低得多。因此,滚球装置提供的负刚度明显降低了系统竖向总刚度,使系统具有优异的低频隔振性能,更重要的是紧凑的设计使其更易工程化。     

SU型隔振器的设计和研究

本文介绍一种最新设计的ＳＵ型隔振器,其具有较好的隔振性能和良好的抗冲击性能。本文阐述了ＳＵ型隔振器的数学模型、结构参数优化、固有频率的理论设计计算,并进行了样品的静变形、固有频率、阻尼、最大冲击变形等一系列试验测量,结果表明理论计算一试验测试两者完全吻合,完全符合船用隔振器的使用要求,可广泛用于船舶设备和浮筏隔振抗冲击中。     

基于最优时延反馈控制的主-被动非线性隔振方法研究

非线性隔振系统的有效隔振频率区间要求越过跳跃区间,大于向下跳跃频率.然而,在跳跃区间内,当系统响应振幅位于幅频曲线的非共振支上时,系统具有隔振效果,问题在于如何将振幅保持在非共振支上.当初始条件或激励频率变化使系统响应幅值位于共振支时,提出利用最优时延反馈控制将幅值从共振支切换至非共振支.时延反馈控制虽然使系统处于混沌状态,但振幅得到了充分降低.待混沌状态稳定,且系统状态位于趋向于非共振支的流域中时,撤除反馈控制,系统将恢复简谐振动且振幅最终落在非共振支上,实现了在跳跃区间内的有效隔振,从而拓宽了非线性隔振的频率区间.通过数值仿真计算,验证了本方法的有效性;同时,也证实了基于最优时延反馈控制和准零刚度的非线性隔振系统适用于低频隔振.     

Ruzicka隔振器在冲击隔离中的特性和作用

传统的隔振器是在保证隔振效果的前提下再考虑抗冲击问题,所以一般刚度较小,冲击隔离率虽高,却容易造成较大的相对位移,而在附加限位器后,由于刚度突变,又容易引起二次冲击。建立Ruzicka抗冲系统模型,在能量守恒定律的前提下,得到传统的及Ruzicka抗冲系统的缓冲系数。结果表明,在某些参数域内,Ruzicka隔振器具有更优的抗冲性能。文中对Ruzicka抗冲系统进行无量钢化,以基础加速度半正弦波作为冲击输入,计算系统在不同参数条件下的冲击响应,得到具有较高抗冲击性能的参数域。冲击响应的计算也表明了在传统抗冲系统严重失效的情况下,Ruzicka隔振器仍然将被隔离设备的最大加速度和相对位移限制在允许的范围内。     

超低频非线性隔振系统的研究

通过分析正负刚度并联隔振机理,提出了一种新型超低频被动隔振系统。该系统采用负刚度机构与正刚度弹簧并联,具有高的支撑刚度和极低的运动刚度,且系统刚度呈现非线性,解决了传统被动隔振系统存在的超低频隔振难题。通过对该系统力学特性进行分析,给出了系统刚度表达式及在平衡位置处的零刚度条件,为新型超低频非线性隔振器的设计提供了理论指导。     

新型整星隔振系统动力学分析

在卫星的服役周期中,发射阶段的动力学环境最为恶劣,期间受到多种复杂载荷的作用。传统的星箭连接适配器由于刚度较大,给航天器的参数设计及生产带来了极大的困难。为了达到多轴隔振的目的,基于粘弹性材料受到剪切力作用时产生较大阻尼损耗的原理设计了一种新型整星隔振器。针对该隔振系统进行了简化,以质量刚度阻尼耦合的形式来模拟卫星和隔振器之间的关系,对其进行了隔振效果的分析。其中,重点对仿真中出现的隔振系统的一阶模态结构阻尼系数的饱和现象提供了详尽的理论和数值分析。最后,针对新型整星隔振器的工程具体应用提出了两点参考准则。     

非线性隔冲减振器设计探讨

考虑非线性阻尼特性、非线性刚度特性,对非线性减振器的设计进行初步研究,同时设计油液阻尼减振器并进行了试验研究,获得了一些初步的结论     

粘弹性阻尼隔振体的非线性振动分析

 研究了由基础振动激励、粘弹性材料隔离的被动隔振体的非线性动力响应.用变形的三次多项式函数表征隔振材料的非线性刚度,用分数阶算子表征阻尼,建立被动隔振体的分数阶非线性动力学方程.用谐波平衡法研究其非线性动力响应特性,得出频率响应方程和幅频曲线,分析了非线性因素对系统的影响.最后,用Floquet理论讨论了周期解的稳态性和稳定区间.分析结果表明,含分数阶算子的动力学模型能够准确地描述粘弹性材料隔振器的动态特性.忽略隔振材料的阻尼非线性、刚度非线性将导致隔振设计和隔振效果分析的明显误差.分析方法和结论为精确进行粘弹性材料的被动隔振设计和隔振效果评价提供理论参考.     

气动主-被动一体化隔振器控制策略分析

首先分析气动主-被动一体化隔振器采用负载加速度、位移、气腔压力反馈和基座加速度前馈时的隔振性能。分析表明负载加速度反馈能增大系统阻尼比．衰减谐振峰；负载绝对位移反馈能降低系统低频传递率，相对位移反馈对系统特性没有改进；系统中没有机械弹簧时．气腔压力反馈的作用与加速度反馈类似，有机械弹簧时，压力反馈不会有明显效果；在负载加速度反馈的基础上引入基座加速度前馈能进一步改进隔振性能。然后应用负载加速度反馈和基座加速度前馈对隔振器进行了主动隔振实验，实验结果与分析结果相符。也将自适应滤波算法应用于隔振器的主动控制，取得了更好的振动抑制效果。