船舶汽轮发电机组浮筏隔振系统建模及振动

为了减小船舶汽轮发电机组的振动与噪声,对某船用汽轮发电机组浮筏隔振装置进行了建模设计.使用有限元分析软件ANSYS对该发电机组及浮筏隔振系统进行三雏实体建模,考虑机组自重变形以及不对中效应,根据平衡条件,将汽轮发电机组转子-轴承系统简化为有限元动力学模型,在此基础上讨论了船舶汽轮发电机组及浮筏隔振系统在不对中激扰力作用...     

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。     

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。     

船舶主机气囊隔振装置的对中可控性

建立了主机气囊隔振装置对中姿态响应线性化模型.在此基础上,将系统的对中可控性问题转化为对多元二次函数极值的求解问题,系统的各种故障模式对应不同的约束条件及目标函数.对几种典型故障下系统的对中可控性进行了仿真分析和试验研究,试验结果证明了该分析方法的有效性及准确性,其分析结论可为气囊隔振系统优化设计、可靠性分析等提供理论...     

双层气囊隔振装置多目标协同姿态控制方法

针对双层气囊隔振装置高精度姿态平衡控制需求,提出多目标协同姿态控制方法。通过建立双层隔振装置动力学模型、充放气控制等效作用力模型,建立了控制响应特性分析模型。并基于多目标满意优化方法建立了多目标协同姿态控制方法,使得双层气囊隔振装置能够较好地适应上下层气囊隔振装置姿态耦合,实现姿态平衡控制,并可有效抑制结构弹性变形对姿态平衡控制的影响。在双层气囊隔振装置上验证了该控制方法的可行性。该方法将用于某型船舶大型发电机组双层气囊隔振系统,实现双层气囊隔振装置柔性支撑状态下的姿态平衡控制。     

定子分割式混合励磁电机励磁控制系统仿真与实验

定子分割式混合励磁电机综合了混合励磁电机、磁通切换电机和盘式电机的优点,是一种具有自调节磁场能力的新型电机。以该新型电机为研究对象,运用有限元分析法分析电机的电感参数,建立模糊自适应PI励磁控制系统的仿真模型,分析负载不变,转速变化时的闭环系统变化情况。结果表明,采用模糊自适应PI算法可有效减小电压超调量,系统的鲁棒性好。搭建控制系统的仿真平台,实验结果与仿真结果相吻合,验证了理论分析与仿真结果的正确性。     

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.     

表贴式永磁电机永磁体涡流损耗有限元计算方法对比研究

脉宽调制(pulse width modulation, PWM)技术广泛应用于表贴式永磁电机(surface permanent magnet synchronous motor, SPMSM)控制,而在PWM电流激励下永磁体内涡流损耗较大。为快速、准确获取涡流损耗,基于电机磁场沿轴向近似均匀分布特性,提出了一种PWM激励下永磁体内涡流损耗有限元(finite element method, FEM)简化计算方法。首先,以3台永磁体轴向分段数目不同的SPMSM为研究对象,对比同工况下简化方法、2D FEM、3D FEM涡流损耗计算结果,结果表明简化方法与3D FEM计算结果误差小于3%,而计算时间远小于3D FEM;然后,基于涡流损耗随永磁体轴向分段增大而减小的特点,通过不同永磁体轴向分段数目的SPMSM,在堵转工况下分离永磁体涡流损耗,验证了简化方法计算有效性;最后,通过实测电机各相电阻计算电机直流铜耗,对实测涡流损耗差值进行修正,进一步验证了简化方法的准确性。     

相继增压柴油机推进装置增压系统特性研究

针对船舶推进装置中柴油主机相继增压特性的优化问题,在理论分析的基础上,建立了基于准稳态假设的增压系统能量平衡模型.对相继增压系统的稳、动态特性进行了分析,讨论了相继增压系统的特性优化问题,为主机采用相继增压技术的柴油机推进装置的性能优化、控制策略的制订提供了理论依据.     

面向磁场有限元分析的舰船模块化几何建模技术研究

运用模块化思想,完成了舰船结构模块和功能模块的划分,并通过对功能模块的变参,实现了自动生成船舶各个组成部件几何模型的建模系统。最后,以某舰几何模型为基础对该舰磁场分布进行有限元分析计算。结果表明,该方法计算精度较高,能够较好反映舰船空间磁场的分布。     

不同电流波形下永磁推进电机电磁转矩的时步有限元计算

以12相永磁推进实验样机为研究对象,介绍了其结构特点及运行控制模式,建立了该电机的时步有限元仿真系统.采用有限元法对正弦波、方波、梯形泼电流波形下的永磁推进电机电磁转矩进行了数值计算,给出了不同电流下的功角特性曲线.研究结果表明,对于电枢反应较强的12相永磁推进电机,在通常功角范围内通入正弦波电流可产生较大电磁转矩.     

基于参数辨识的电动舵机系统健康仿真和评估

针对目前电动舵机系统故障诊断方法不能有效预测缓变故障,提出基于舵机系统模型的状态变量检测法对飞行器常用的执行机构电动舵机系统进行健康分析与仿真评估。分析电动舵机系统子系统电机本体、控制器、传动机构的常见故障,对其中反映系统性能的关键参数进行数学建模;通过对系统注入不同的健康参数得到相关故障状态下的状态变量特征,进而作为定位故障源的知识库,引入健康因子评估故障参数的变化趋势;仿真算例选择电机本体的主要物理参数电机绕组阻值和反映永磁体性能的电机力矩常数作为健康因子,通过定位知识库建立的健康因子评估算法验证了方法的可行性。     

不同加载方法对甲板大开口分段有限元计算的误差分析

利用ＭＳＣ－ＮＡＳＴＲＡＮ有限元程序模拟计算甲板大开口的应力．建立简单的总体和分段力学模型，采用不同的加载方法进行甲板应力计算，将局部应力计算结果与整体应力计算结果比较，得出各种加载方法有限元计算的误差，从而给出误差小、建模简单的局部分段模型加载的最佳方法．     

基于有限元—刚体混合模型的运载火箭缓释放特性分析

以一种新提出的新型强制式牵制释放系统为例,建立了分析运载火箭缓释放过程中缓释特性的有限元—刚体混合模型。采用刚体模型计算运载火箭的运动,利用有限元方法计算缓释销的弹塑性大变形接触过程,缓释机构和运载火箭的界面满足力和位移的协调条件。该混合模型采用增量方法进行求解,其可用来分析缓释机构的不同材料、几何形状、尺寸以及摩擦条件对运载火箭的完全释放时间、释放时刻速度以及缓释机构消耗功等参数的影响。     

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。     

新型PBL键外包钢-混凝土组合梁抗弯承载力简化计算

基于理论分析,建立了新型PBL键外包钢-混凝土组合梁抗弯承载力计算的基本假定和计算模型,推导出组合梁抗弯承载力的简化计算公式,并采用有限元分析软件ANSYS14.5对组合梁进行了非线性有限元分析.对比分析表明:新型PBL键外包钢混凝土组合梁抗弯承载力的试验值、简化计算值和模拟分析值吻合较好.     

多芯片焊球阵列封装体受热载荷作用数值模拟

针对典型高密度多芯片BGA(焊球阵列)封装体建立三维有限元分析模型,研究不同尺寸封装体在稳态热载荷作用下的结构变形和应力情况,在此基础上引入包含等效梁和危险焊球真实几何形状和间距等在内的简化模型以进行序列分析,研究各设计参数对力学参量的影响。数值结果反映了封装体应力分布及其变化特点,表明影响封装体变形和应力的主要参数;提出的建模方法简便有效,可以方便地用来分析不同类型的BGA封装,并扩展应用至不同的分析目的,为此种结构的设计和优化提供一定参考。     

基于贝叶斯网络的船舶动力装置战场损伤分析

针对船舶动力装置战场损伤特点,对其损伤分析进行了研究,提出了基于贝叶斯网络的动力装置战场损伤模型.以主机振动为例,分析了模型的建立、更新和完善等.分析结果表明,该模型和方法提高了船舶动力装置的战场损伤分析的速度和准确性.     

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.     

面向控制的电控单体泵柴油机仿真

为拓宽电控单元硬件在环仿真应用范围,进行了电控单体泵柴油机建模仿真。提出了面向控制的电控柴油机建模的要求和模型选择,在Matlab/Simulink中,建立了柴油机简化非线性模型以及电控单体泵系统模型,模型验证表明所建的柴油机模型具有较好的准确性;以计算时间和计算参数为衡量指标,分析和对比了不同的计算步长和计算方法对模型计算结果的影响;进行了实例模型应用试验,结果表明模型能实时准确地满足ECU硬件在环仿真要求。