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。     

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。     

主被动混合隔振中的功率放大器设计及实验

磁悬浮主被动混合隔振能有效控制机械设备的宽频振动和低频线谱振动。功率放大器作为该系统的功率变换装置,其性能直接影响主被动混合隔振效果。通过介绍PWM开关功率放大器的基本原理,分析了设计参数对其性能的影响。针对主被动混合隔振需求,对开关功率放大器进行了参数设计。仿真和实验结果表明:该功率放大器参数设计合理,能满足主被动混合隔振需求。     

新型准零刚度隔振系统设计与特性分析

针对舰船设备静载质量大和隔振器放置空间有限的情形,首先分析了准零刚度隔振器的原理并对其进行了静力学分析,得到了平衡位置处实现准零的参数条件;然后,运用平均法对准零刚度隔振系统进行动力学分析,得到了系统的幅频响应函数和力传递率;最后,利用控制变量法分析了准零刚度隔振系统隔振性能影响因素。结果表明:与相应线性系统相比,新型准零刚度系统响应峰值低、隔振频带宽。该结论为实际工程应用提供了理论指导。     

大功率密度舰船推进电机的隔振系统设计

针对新型舰船大功率密度推进电机低频隔振系统有限元实体建模计算代价大、结构尺寸不定等难题,以某新型推进电机隔振系统设计校核为背景,通过在有限元软件中建立隔振系统简化模型,分析了系统模态、船舶不同姿态下、主机不同工况下轴系对中校核。分析结果与理论模型的对比结果证明:基于有限元简化模型的船舶主机隔振系统研究方法简便可行,可为复杂隔振系统的设计及理论分析提供一种新的建模方法。     

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。     

航天器隔振器多目标优化方法

由于存在各种高频内部扰动,高精度航天器通常需要进行隔振设计,而被动隔振装置被广泛采用。在被动隔振装置设计中,抑制共振响应峰和隔离中高频振动存在很强的冲突性,需要进行多目标优化设计。建立了隔振系统的动力学模型,提出了以传递函数共振峰幅值和中高频衰减为目标函数的多目标优化模型;提出了基于分解的多目标进化算法对单级和两级隔振装置进行多目标优化的设计方法;对某空间隔振装置进行了数值仿真,结果验证了本文算法的有效性。     

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。     

基于MOEA/D的航天器隔振器多目标优化方法研究

由于存在各种高频内部扰动,高精度航天器通常需要进行隔振设计,而被动隔振装置被广泛采用。在被动隔振装置设计中,抑制共振响应峰和隔离中高频振动存在很强的冲突性,需要进行多目标优化设计。首先,建立了隔振系统的动力学模型,提出了以传递函数共振峰幅值和中高频衰减为目标函数的多目标优化模型;其次,提出了基于分解的多目标进化算法（MOEA/D）对单级和两级级隔振装置进行多目标优化的设计方法;最后,对某空间隔振装置进行了数值仿真,结果验证了本文算法的有效性。     

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。     

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。     

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。     

空投设备气囊缓冲系统的缓冲特性分析与匹配方法

采用解析分析法,根据排气口流量方程和载荷运动方程建立了无量纲的空投设备气囊缓冲过程数学模型,并根据此模型构造了气囊的匹配设计图。讨论了排气口面积、气囊高度、着陆初速度、载荷质量、气囊底面积及排气口开启压力等参数对气囊缓冲性能的影响,提出了空投设备气囊缓冲系统的参数匹配设计方法,为空投设备气囊缓冲系统的匹配设计提供了技术支持。     

“圆筒型气囊减振器研制”项目通过技术鉴定

由我校振动与噪声研究所研制的圆筒型气囊减振器 ,3月 2 9日在武汉通过了海军组织的技术鉴定 .鉴定会专家一致认为 ,该型减振器通过试验室台架试验表明 ,隔振效果良好 ,1 0 Hz～ 8k Hz频率范围内的加速度振级落差达到 1 5～ 1 8.6d B,相应机组振动烈度为 1 6.4～ 2 0 .6mm/ s,性能优良 ,达到国外同类先进产品水平 ,属国内首创 .该型减振器的研制成果 ,为国内船舶设备隔振装置设计提供了一类性能优良的减振器 ,具有重要的使用价值 .“圆筒型气囊减振器研制”项目通过技术鉴定…     

装甲车防雷座椅抗冲击试验的测试与数据分析方法

针对已有台架试验方法,在分析座椅抗冲击性能的特点和试验中关键参数的测试的基础上,提出了试验测试系统构建、关键参数测试与数据分析方法,对输入冲击加速度、座椅缓冲位移和假人动态响应指数(Dynamic Response Index for Z-axis, DRIz)等关键参数提出了相应的测试方法与数据分析方法。对于输入冲击加速度测试,验证了测试位置和输入波形分析方法,对试验数据的有效性非常关键。针对座椅缓冲位移的测试,采用高速摄像拍摄视频与图像辅助计算的方式,获得位移曲线,综合分析压缩量和反弹量所反映的座椅性能;DRIz通过建立人体骨盆处的运动方程,通过假人骨盆的加速度值间接计算获得,并对其滤波频率进行了研究与分析。试验数据表明,提出的装甲车防雷座椅抗冲击试验测试与数据分析方法直观、有效。     

一种气囊承载特性分析方法

船舶气囊隔振装置需事先充气至额定高度后才能正常使用,为实现对其高度的精确充气控制,需掌握单个气囊的承载特性.为此,针对JYQN舰用气囊的承载特性理论计算问题展开研究.首先,依据弹性薄壳无矩理论,建立了气囊承载特性分析模型,通过对囊体平衡微分方程的求解,得到囊体内力解析表达式;然后,将内力表达式代入囊体物理方程,得到位移...     

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.     

双层隔振系统的模糊-PID控制方法

PID算法简单,稳态性能好,但动态性能差.模糊控制方法灵活,适应性强,不依赖于受控对象的数学模型,可以处理系统参数的非线性和不确定性问题,动态性能好,但稳态性能差.为提高双层隔振系统隔离低频结构噪声的不足,将模糊控制理论应用于双层隔振系统,较好地实现了两种算法的结合,弥补了该系统动态性能差的缺陷.仿真结果表明该方法有良好的减振效果.     

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。