船舶辅机单层半主动非线性隔振系统振动特性分析

文章针对磁流变阻尼器提出了一个简单的修正Bingham模型。基于修正Bingham模型建立了船舶单层隔振系统的非线性动力学方程,通过平均法得到了半主动隔振系统发生主共振时的理论解,并进行了数值验证。结果表明:采用平均法得到的理论解和数值解有很好的一致性;在主共振区:磁流变阻尼器的阻尼和控制力对半主动隔振系统的幅频响应影响都很明显。半主动隔振系统的幅频响应振幅随着阻尼和控制力的增加都显著减小。在非共振区:磁流变阻尼器的阻尼、控制力和零力速度对系统的响应影响都很小。

基于颗粒阻尼技术的海洋平台桁架结构振动特性研究

针对海洋平台桁架结构长期处于强紫外线的工作环境,传统的粘弹性阻尼减振方法存在易老化等问题,提出将颗粒阻尼技术应用于海洋平台桁架结构的减振.使用NASTRAN建立桁架结构的有限元模型,基于离散元法建立颗粒阻尼器模型,分析颗粒填充率、颗粒直径和密度等参数对减振效果的影响规律,研究结果表明:带颗粒阻尼器的海洋平台桁架结构振动特性曲线与试验数据误吻合良好,能满足工程计算精度要求;颗粒阻尼能在较大频带内有效降低海洋平台桁架结构振动.仿真模型可用于指导带颗粒阻尼器桁架结构的关键参数设计与性能预测,为海洋平台桁架结构的减振提供了一种新的思路.

导管声子晶体结构带隙特性研究

海洋平台导管结构常受到洋流、台风等激励而振动,低频振动控制是评估海洋平台安全性的重要指标。针对海洋平台导管受低频振动控制问题,设计了基于布拉格机理的一维声子晶体导管。利用有限元法得到周期结构的带隙特性,然后分析一维周期声子晶体导管结构的纵向能带特性,在一维周期导管结构能带结构的基础上,进一步研究了周期结构单元的密度、弹性模量等材料参数和晶格常数、组分比、厚度等结构参数对一维周期导管结构的纵向振动带隙特性影响规律。结果表明:晶格常数和材料的组分比对带隙的起止频率、带隙宽度和中心频率影响明显;导管壁厚、导管密度和弹性模量对带隙的起止频率、带隙宽度和中心频率影响很小。

海洋平台桁架结构半主动颗粒阻尼减振技术研究

海洋平台桁架结构的减振装置长期暴露在盐雾和高强度的紫外线辐射下,传统的黏弹性阻尼减振技术易老化、失效,其使用寿命有限。通过电磁场控制颗粒运动的半主动颗粒阻尼技术在被动颗粒阻尼技术耐高温、抗老化等优点的同时,还能适应外界复杂载荷的变化。基于耦合仿真分析方法研究半主动颗粒阻尼技术在海洋平台桁架结构中的减振性能,分析了控制策略、控制电流、颗粒参数等因素对海洋平台桁架结构振动特性的影响规律。结果表明:半主动颗粒阻尼减振效果优于被动颗粒阻尼减振效果;控制策略在不同频段对系统减振效果的不同;仿真结果与试验结果具有很好的一致性。

复合隔声结构声学性能研究综述

复合隔声结构在船舶舱室壁板、船舶海洋平台舾装和机械设备等隔声领域应用广泛,文章对复合隔声结构的理论模型相关研究文献进行了总结,综述了包括复合层合板、多层板腔、阻尼材料、声学超材料及结构、吸声材料及结构等复合隔声结构的声学性能与应用,同等面密度的复合隔声结构与传统隔声结构的隔声量相比可提高4 dB以上。与此同时,展望了复合隔声结构的发展趋势和技术难点,为复合隔声结构设计和相关性能的研究及应用提供了参考。

舰船舱筏和上层建筑隔振系统实验研究

针对舰船舱筏和上层建筑隔振系统进行了仿真分析和实验研究,分别研究了实验模型的固有特性和隔振系统振动传递率特性。结果表明:舱筏隔振系统和上层建筑整体隔振系统的一阶固有频率实验和仿真结果误差分别为1.2%和2.2%;舱筏隔振系统的振级落差实验测试结果比仿真结果低2~5 d B,上层建筑整体隔振系统的振级落差实验测试结果比仿真结果高3~5 d B,但仿真结果和实验结果的趋势都基本一致。

海洋平台周期桁架结构振动特性研究

海洋平台长期处于洋流、台风及地震等恶劣环境中,其减振性能影响到设备运行和人员安全。基于周期导管结构的带隙特性,将海洋平台设计成全周期桁架结构。建立周期桁架结构的有限元分析模型,进行海洋平台周期桁架结构的响应计算,对比了传统桁架结构与周期桁架结构的响应特性,研究周期桁架的几何结构参数对海洋平台结构减振性能的影响规律。结果表明:海洋平台周期桁架结构的减振性能比传统桁架结构的减振性能提高了4.5 dB,带隙范围内的振动得到了显著降低。因此,在减振设计领域,周期结构在海洋平台桁架结构中具有很好的应用前景。

分数阶半主动颗粒阻尼隔振系统动力学特性分析

针对半主动颗粒阻尼器建立其分数阶模型,通过试验及参数识别确定了分数阶参数与实际物理量之间的定量关系。试验结果表明:分数阶系数与颗粒填充率之间满足线性关系,而分数阶阶次与外圈电流满足三次多项式关系;研究了一类含分数阶半主动颗粒阻尼器的单自由度隔振系统,通过平均法求解了其解析解,并基于Grünwald-Letnikov分数阶定义得到其离散化数值解,对比表明解析解和数值解具有良好的一致性;分析了分数阶参数对隔振系统稳态响应的影响规律。研究结果表明:随着分数阶阶次的增大或是分数阶系数的减小,系统稳态响应幅值逐渐减小;通过观察幅频响应曲线可知阶次值的变化会引发"频移"现象,同时推导出了分数阶系统的最优阶次值为1.47。