弹簧-电磁力准零刚度隔振器研究

为了更有效地抑制振动,首先将电磁力弹簧与垂直正刚度弹簧并联,设计了具有高静刚度-低动刚度特性的弹簧-电磁力准零刚度隔振器;然后,分析了该隔振器的力学特性,给出了达到准零特性各参数应满足的条件。最后,建立了准零刚度隔振器承载质量和施加简谐激励力时系统的非线性动力学方程,并利用平均法分析了系统的动力学特性。研究结果表明:适当地控制外界激励幅值、通电电流或者增大系统的阻尼系数,可使系统处于不同周期振动状态,并能有效地抑制系统振幅。     

准零刚度系统力传递率特性及实验研究

建立了准零刚度系统的一般理论模型,讨论了系统在静平衡位置达到准零刚度的条件以及静平衡位置附近力与位移的关系。分析了准零刚度系统的幅频特性、跳跃频率及力传递率的特性,讨论了力传递率随激励力幅值、系统阻尼和系统刚度的变化趋势。设计并搭建了准零刚度试验台架,通过与线性系统的对比验证了准零刚度系统对低频振动隔离影响的优越性。     

一种混合式隔振器及其特性研究

为降低隔振系统在共振频率点的振动传递率,隔振器共振频率点阻尼应较大,为减小高频振动传递率,高频段阻尼应较小,被动隔振器阻尼无法满足该要求.提出了一种混合式隔振器,作动器根据隔振器上下点相对位移产生作动力,通过设计作动力对相对位移的传递函数,可实现阻尼随频率变化的要求.在此基础上对其特性进行了仿真研究,结果表明,由此混合隔振器构成的隔振系统在共振频率点和高频段对基础的传递振动都得到降低.     

冲床连杆瓦隔振有限元分析及降噪实验研究

在冲床连杆瓦背部设置弹性元件,可以显著地降低作用于床身的动载荷,阻止振动向床身传递.为了解隔振对床身动态特性的影响,预测其隔振效果,现运用有限元方法,利用SAP91软件对隔振前后的床身一隔振器系统的模态及动力响应进行分析比较,并对阻尼处理后的连杆瓦减振降噪效果进行了实验研究.     

钢丝绳隔振器结构抗冲击设计与优化

为了提高钢丝绳隔振器的抗冲击能力,对现有舰用钢丝绳隔振器进行了基于橡胶材料的结构改进,并通过建立相应的有限元模型完成了模态分析和冲击响应仿真计算。计算结果分析表明:改进后的隔振器在振动特性方面与原隔振器相差不大,能保证隔振器应有的隔振效果,而在抗冲击方面,改进措施能够大幅度下降隔振器连接设备所受的冲击加速度峰值,并且改善了冲击响应时域曲线形状,以便于更有针对性地进行隔振器结构抗冲击优化。     

空气弹簧隔振平台姿态模糊控制研究

空气弹簧隔振器在舰船上已经被广泛使用,但是空气弹簧漏气往往造成隔振平台姿态倾斜或者高度下降,严重影响设备的正常工作以及隔振性能.因此,检测漏气情况以及保持平台姿态平稳是空气弹簧隔振系统需要解决的关键技术问题.由于大型设备的空气弹簧隔振平台结构往往非常复杂,很难建立其精确的数学模型,常规的依靠精确模型的控制策略在这里无法奏效.文中分析了空气弹簧漏气对隔振平台姿态的影响,提出了一种漏气快速检测方法,利用模糊控制理论对空气弹簧隔振平台的姿态控制进行了研究和试验.试验结果表明,空气弹簧隔振系统姿态模糊控制技术是完全可行的,效果良好.     

基于模糊PID控制的磁流变半主动抗冲击系统最优设计研究

为弥补被动隔振系统抗冲击设计中存在的不足,根据最优抗冲理论,设计了磁流变阻尼器与隔振器并联的隔振抗冲击系统。针对磁流变阻尼器非线性强、PID控制参数难实时调节等问题,设计了模糊PID控制器并进行了模拟仿真。通过对不同抗冲方法和极限情况的仿真证明:基于模糊PID控制的磁流变半主动最优抗冲设计可以在保证设备安全的前提下,减小冲击加速度和系统位移,提高被动隔振系统的抗冲击性能。     

主被动混合隔振的虚拟样机技术

为了能够更准确方便得到主被动混合隔振系统的特性与设计参数,利用虚拟样机技术对主被动混合隔振系统进行了主动控制仿真研究。首先,对主被动混合隔振平台进行了理论计算与模态分析;然后,通过ADAMS软件创建了混合隔振平台的虚拟样机,并将其导入至MATLAB/SMULINK中搭建了主被动混合隔振系统,通过变步长法对主被动混合隔振系统进行了次级通道辨识,并在此基础上基于多通道Fx-LMS算法进行了主被动混合隔振的效果分析。仿真结果表明:利用虚拟样机技术对主被动混合隔振系统进行主动控制取得了较好的控制效果,为主被动混合隔振物理样机的设计与制造提供了新的思路与方法。     

舰船管路橡胶减振器的应用

简要分析了管路橡胶减振器对刚性管路的隔振原理,提出了几种通过改变管路布置形式而达到对管路各自由度上减振的方法,阐述了在实际应用中如何调整橡胶隔振器的固有频率而达到对舰船管路良好的隔振.     

一种弹性安装条件下分配电箱的冲击仿真方法与试验研究

为解决抗冲击时域分析中无法准确建立结构模型和模拟隔振系统的特性问题,首先基于ABAQUS软件,以弹性安装的分配电箱为研究对象,建立了隔振器-设备一体化仿真模型;然后,将液压双波冲击试验所采得的冲击激励信号作为输入,得出不同冲击激励下分配电箱的响应特性结果。结果表明:位移的仿真与试验误差小于10%,主应力峰值的仿真与试验误差小于13%,可满足一般的工程实际需求;误差主要由于仿真中未考虑阻尼和隔振器的动刚度的非线性。     

磁悬浮隔振系统的行为与分析

磁悬浮隔振是一种新型的主动式隔振技术。文中首先对磁悬浮隔振系统做一般性的说明,然后以自行研制的磁悬浮隔振试验装置为对象,分析了磁悬浮隔振的机理和特性;论述了磁悬浮隔振系统的建模和控制策略;最后对磁悬浮隔振系统运行与特性进行分析并给出了分析结果和仿真结果的比较。     

推进系统气囊隔振装置热膨胀变形不对中影响计算方法

在气囊隔振器热膨胀变形影响计算方法的基础上,通过理论推导,建立了一种推进系统气囊隔振装置热膨胀变形不对中影响的计算方法,并进行了仿真分析。仿真分析结果表明:由气囊隔振器热膨胀变形导致的轴系不对中主要表现为竖直偏移量、竖直偏斜角,这些是基本呈线性影响关系,且对竖直偏移量的影响较大,对竖直偏斜角的影响较小。该计算方法可用于评估由于环境温度变化导致的热膨胀变形不对中影响,对气囊装置结构及对中控制策略优化设计等具有一定参考价值。     

空气弹簧隔振器热膨胀变形特性计算

基于气体热力学方程、空气弹簧隔振器静力学模型,采用物理建模、模型辨识建模相结合的混合建模方法,建立了一种空气弹簧隔振器热膨胀变形计算模型,并通过数值仿真对轴向承载力、斜置安装角度、静刚度等主要影响因素进行了分析。仿真结果表明:增大轴向承载力、降低其垂向的静刚度将增大热膨胀变形量;增加斜置安装角可减小热膨胀变形量。应用该计算模型可以获取单个空气弹簧隔振器在不同环境温度下的热膨胀变形量,且具有较好的计算精度并可进一步推广应用于空气弹簧隔振装置的热膨胀变形评估计算。     

非线性隔振系统物理参数空间局部分岔分析

为揭示非线性隔振系统分岔机理、优化系统设计,开展了非线性隔振系统物理参数空间局部分岔研究。首先,建立了高维非线性隔振系统动力学方程,并将其化为标准形式,利用平均法得到含平方非线性刚度系统在1∶2内共振情况下的单变量分岔方程;然后,根据奇异性理论对系统局部分岔进行了分析,得到了高余维的普适开折,给出了转迁集和静态分岔图;最后,针对工程开折问题进行了研究,将转迁集从开折参数平面转换至物理参数空间,给出了具有工程应用价值的局部分岔图。计算分析表明:系统存在多解的必要条件是调谐参数需大于某些阈值。     

船舶动力机械混合隔振系统的优化设计

综合分析了混合隔振的原理,揭示了混合隔振的实质就是被动隔振系统和主动隔振系统的多目标联合优化问题.针对船舶中常用的双层隔振系统,进行了混合隔振优化设计和数值仿真.仿真结果表明,混合隔振技术在船舶动力机械隔振方面有着广阔的应用前景.     

基于LQR控制算法的双层混合隔振系统优化设计

针对基于LQR控制算法设计的控制器并不能实现混合隔振系统的全局优化问题的现状,提出了邻域繁殖遗传算法双层隔振系统进行优化设计的方法,并对基于LQR控制算法的双层混合隔振系统进行了多目标优化设计和分析。结果表明:双层混合隔振系统在降低系统力传递率的同时,并没有加剧机械设备振动,从而为混合隔振系统优化设计提供了一种思路。     

隔振系统的灵敏度分析

灵敏度分析是一种评价因设计变量或参数的改变而引起目标函数特性敏感程度的方法。通过对隔振系统的各个参数进行灵敏度分析,确定调整何种设计参数最为有效,从而合理地选择设计参数,可以大大简化隔振系统的优化设计过程。文中对各种灵敏度分析方法进行了分析比较,并应用Sobol′法和FAST法这两种全局灵敏度分析方法对双层隔振系统进行了灵敏度分析,其分析结果对于隔振系统的优化设计有重要的意义。     

组合金属橡胶隔振系统参数识别

对2块金属橡胶元件组合制备的隔振器进行静动态试验,指出组合隔振器的优点;利用双折线模型描述该非线性迟滞系统的记忆恢复力,并建立该系统的本构关系及参数识别方程;采用给记忆恢复力zs赋初值,再将用最小二乘法识别得到的参数作为初值构造误差函数,利用误差函数把一次刚度和记忆恢复力的参数识别问题转化为函数优化问题的方法,用小生境遗传算法进行优化识别;对该方法进行模拟仿真识别,并对某金属橡胶隔振器进行试验研究.仿真和试验均表明该方法根据系统输入-输出数据来直接识别系统的物理参数,简单可行且精度较高.     

主机气囊隔振系统抗冲击设计

为了改善主机的抗冲击性能,首先基于气囊限位装置的动力学模型,理论分析了系统响应峰值随限位器的间隙、刚度参数变化的趋势;然后,采用数值仿真的方法分析了限位器间隙、刚度、阻尼比和橡胶层厚度对主机隔振系统抗冲击性能的影响,并对主机气囊隔振系统的限位参数进行了设计,结果表明:通过气囊隔振装置限位参数的优化设计,可明显降低主机的冲击响应。     

基于柔性基础的双层隔振系统概率灵敏度分析

对基于柔性基础的双层隔振系统的功率流传递特性进行了分析,利用有限元分析软件ANSYS计算了传递到基础的功率流,并用概率灵敏度分析方法研究了功率流对隔振系统给定参数的灵敏度,为双层隔振系统的优化设计奠定了基础.