【摘 要】
:
船舶在轴系、螺旋桨运转及波浪的激励下,会引起总体或局部结构以及管路系统的振动,造成不利的影响。为了减小这些振动带来的危害,通常需要在设备、管路和基础之间安装隔振器。传统的线性隔振器通常只针对某一特定的载荷才能达到隔振效果,并且由于自身特性难以隔绝低频振动,为此本文设计了一种可调载荷准零刚度隔振器,并通过理论分析和静、动态特性测试试验,研究准零刚度隔振器的力学特性和隔振性能。论文的主要工作内容及结论
论文部分内容阅读
船舶在轴系、螺旋桨运转及波浪的激励下,会引起总体或局部结构以及管路系统的振动,造成不利的影响。为了减小这些振动带来的危害,通常需要在设备、管路和基础之间安装隔振器。传统的线性隔振器通常只针对某一特定的载荷才能达到隔振效果,并且由于自身特性难以隔绝低频振动,为此本文设计了一种可调载荷准零刚度隔振器,并通过理论分析和静、动态特性测试试验,研究准零刚度隔振器的力学特性和隔振性能。论文的主要工作内容及结论如下:
首先,将并联的主弹簧和辅助弹簧通过凸轮及滚轮装置组合在一起,通过合理地设置凸轮曲线,设计出一种具有准零刚度特性的低频隔振器。通过引入高斯函数构建了准零刚度系统的回复力的表达式,接着对系统进行静力学分析,利用Matlab给出了满足系统回复力表达式的凸轮型线的计算方法,并解释了准零刚度隔振器载荷可调的实现方法。
然后对准零刚度隔振器的关键元件凸轮的设计和优化进行讨论,确定了准零刚度隔振器的主、辅弹簧型号和凸轮型线。对设计的凸轮进行静力学校核,结果表明不论是输出载荷还是凸轮的工作时转角均满足设计要求。同时以凸轮的几何外形、工作转角为目标进一步分析了系统参数可调时不同参数对凸轮的影响。
接着利用平均法求解了凸轮-滚轮式准零刚度隔振器的运动微分方程,得到了系统的幅频响应方程和力传递率的表达式,讨论了不同参数对系统动力学特性的影响,并与其他的隔振系统进行了对比分析。结果表明:本文设计的准零刚度隔振器系统的动态响应和传递率不仅与外界激励频率有关,还与外界激励载荷幅值有关。
最后对本文设计的准零刚度隔振器进行加工和静、动力学特性测试,验证其隔振效果。通过静力试验得到隔振器在不同载荷下输出的力-位移曲线,并确定系统的平衡位置。然后搭建准零刚度隔振器动态试验平台,对其进行不同激励幅值和频率下的振动试验,分析系统在简谐力激励下的传递率特性。
其他文献
水动力系数/导数是船舶操纵性和耐波性预报的重要参数,探讨高效、稳定、准确的水动力系数/导数测量方法对研究船舶操纵性和耐波性具有重要意义。约束模型试验是水动力系数/导数测量的重要试验方法,尽管经典的旋转臂机构和平面运动机构在过去几十年中已经被广泛应用于约束模型试验,但对于具有复杂运动的物理模型和耦合水动力系数/导数的测量,旋转臂机构和平面运动机构都有运动限制。本文以船舶约束模型试验方法为研究对象,在
航行体的弹射发射技术,本质上是在航行体自身动力系统开始工作之前,借助外加动力将航行体推出发射筒或水面一定高度的技术。航行体在水面或水下动态弹射过程中处于不受控状态,其周身伴随着剧烈的外形阻力变化和空泡冲击载荷,很容易造成运动姿态失稳,直接影响到发射成败与精度。因此,世界各国搭建了大量的弹射试验设施,针对航行体水面及水下动态弹射技术展开持续研究。 本文所研究的约束空间双柔索拖曳小车系统即是一种基于
随着武器科技的快速进步,鱼雷、反舰导弹以及精确制导炸弹等各种反舰武器对舰船的生命力构成了严重威胁。各国海军都在积极开展对于新型防护结构的研究,其中采用新型复合材料和新型结构形式是两个主要的思路。金属铝泡沫是一种高孔隙率、高比强度的泡沫材料,其在爆炸及冲击载荷下可以表现出优异的吸能和缓冲性能,但抗破片侵彻能力相对较弱。相比之下,作为抗弹材料的高强聚乙烯层合板和碳化硅陶瓷,则具有优异的抗破片侵彻能力。
近年来,国家逐梦深蓝战略的深入推进,对于海洋装备的要求越来越高,潜艇作为我国海军重要的战略和战术武器装备,其水下隐身性能的要求也不断提高。其隐身性能将直接关系到潜艇自身安全以及战略任务的完成与否。围壳结构作为潜艇主要回波亮点之一,其结构水下声学特性研究将是提高潜艇水下隐身性能重要手段。本文使用声学有限元方法并结合Virtual.lab软件的声学模块,对围壳结构的基本单元板格结构和围壳结构水下的声学
潜艇作为海军中一个十分重要的舰种,具有续航能力强,机动性和隐蔽性好的特点,具有极其重要的战略地位。随着声呐技术的不断发展进步,潜艇在水下的隐身性能遇到了巨大挑战。声学覆盖层是能同时抑制潜艇辐射噪声和反射回波的隐身技术,在潜艇隐身技术中有着广泛的应用。 本文以提高声学覆盖层的吸声能力为目标,深入研究了声学覆盖层的材料参数和结构参数对反射系数的影响,并通过MATLAB编程实现了一种基于声学覆盖层反射
随着海洋开发战略的提出,水下声学问题受到越来越多的关注。使用高性能的数值计算方法求解理想流体介质中的亥姆霍兹方程是这类问题的基础。有限元法由于其数值模型刚度“偏硬”,在声学问题中产生随计算频率增加而累计的耗散误差,使得其解在高频时误差显著。研究表明使用相同的计算模型时,径向点插值法在声学问题中能够获得比有限元更精确的数值解,但在高频仍有较大误差。本文提出了一种用于在构造径向点插值法形函数时的节点选
聚脲材料具有良好的力学性能,其在舰船抗爆防护设计中具有重要的应用价值,但关于聚脲在空爆载荷下的防护机理有待进一步研究。本文以钢板-聚脲复合结构为对象,对其在近距空爆载荷下的变形失效模式与动响应特性进行研究,主要工作如下所示: (1)以聚脲涂覆钢板结构为研究对象,对其在近距空爆载荷下的毁伤特性进行3个模型实验研究,讨论聚脲喷涂位置、聚脲与钢板之间强度匹配度对结构抗爆性能的影响。结果表明:不同形式的
水下航行器作为实现海洋资源勘探、海上信息调查、水下侦查甚至是远洋水域作战等的重要海洋结构物,无论在民用还是军用上,都扮演着重要的角色,由于特殊需求,其隐声性能至为重要。随着声呐探测技术的发展,对水下航行器结构的声学性能要求越来越高。因此,水下航行器振动声辐射/声散射特性分析及其声学优化设计具有重要的理论价值和工程意义。 本文以水下航行器声学性能分析与优化设计为目标,基于有限元(FEM)与无限元(
海上军事力量担负着保卫国家领海安全和主权的艰巨任务,作为其中必不可少的成员,潜艇等水下航行器的使命是保驾护航和隐蔽突袭,而其作战过程中最需要的便是隐身性能。随着现代主动声呐技术的发展,水下航行器的隐蔽性要求越来越高,相关水下航行器减振降噪的研究也日益增多。因此,如何高效快速地研究分析水下航行器声散射和振动声辐射特性及其隐身设计非常有意义。目前,研究水下结构声散射和声辐射的方法大多效率较低,而本文基
地球上约有71%的面积都被海洋覆盖,其中蕴藏着丰富的物产资源。随着陆地资源的消耗,世界各国都将目光投向了海洋,怎样更好的开发和利用海洋资源已成为解决资源短缺问题的重要途经。随着物质生活水平的提高,野生海产品的数量已经不能满足人们的需求,因此海洋养殖业正快速发展。然而,由于沿海地区人口、工业的快速发展以及近岸养殖数量的饱和,浅水养殖环境逐渐恶劣,因此发展深远海养殖已成必然趋势。与浅海相比深远海的养殖