一种磁流变弹性体执行器的联合优化方法研究

磁流变弹性体(magnetorheological elastomer,MRE)执行器作为智能减振应用系统的核心元件,其结构的优化是决定执行器性能上限及系统控制成效的关键。针对目前MRE执行器优化方法及理论研究欠缺的问题,文中面向一款横向隔振的MRE执行器,基于其机械结构和有效磁路,以优越磁控性能、低功耗和快速响应时间为优化目标,提出了一种新的MRE执行器联合参数优化方法。首先,基于MATLAB和COMSOL的联合仿真,将遗传优化算法和电磁有限元分析方法进行有效结合,实现对MRE执行器的优化编程;其次,完成对器件的全局尺寸结构优化设计,使得器件具备优越磁控性能(526.21 mT)、低功耗(44.05 W)及快速响应(5.43 ms);最后,通过搭建测试系统对优化后装配的MRE执行器进行测试和评估,验证了文中优化方法的可行性和有效性。提出的联合优化方法不仅适用于MRE执行器结构,还可为多领域减/隔振应用的共性MRE器件优化设计提供理论参考。

基于一维等效模型的弹性平面索网隔振结构非线性振动响应特性研究

基于某型号卫星抑制动量轮扰动的需求,提出一种新型的采用弹性平面索网对动量轮进行振动抑制的隔振结构,将扰动源动量轮组件与承力筒基础隔离,以减小传递到承力筒处的扰动能量,保证安装在承力筒上的敏感载荷正常工作。利用实验验证了该结构的隔振性能并且研究了附属部件的对隔振效果的影响。在对索网结构进行分析时,发现其具有非线性特性,为研究其响应,建立了索网结构非线性振动的一维等效模型,研究其在受到简谐扰动力时的非线性振动特性;并且通过改变索网结构网格的疏密程度和预紧力等参数,研究其对索网振动特性的影响,从而指导结构的设计和参数优化。

船用离心泵板梁支承动力特性改造分析及实验研究

离心泵是船舶常用动力设备,其板梁支承结构动力特性兲系着设备总体振动水平及振动特征。借助结构有限元仿真分析、设计及振动试验方法,对振动水平较高的某船用离心泵板梁支承结构迚行振动改造设计及试验验证研究。基于ANSYS结构动力学分析程序建立板梁支承结构振动分析模型,分析结构的动态特性,开与振动试验结果迚行对比验证;基于验证后的振动分析模型,对结构迚行振动优化设计及分析,获得改造后的离心泵板梁支承结构的振动特性;依据改造方案对离心泵板梁支承结构迚行改造,通过振动测试获得结构振动特性;测试结果表明,结构动力特性改造方案可行,优化了结构动力特性,降低了结构总体振动水平。

基于斜支承结构的大承载低频硬隔振设备支承研究

针对核能设备大承载、低频隔振需求及核岛内特殊的工作环境,利用典型斜支承结构的几何非线性,设计了一种具有较大承载能力的金属硬隔振支承结构。通过数值计算得到了该结构在额定载荷下的变形量,验证了结构强度。基于动力学理论建立了动力学模型,通过振级落差分析其隔振效果、优化结构参数,并加工了结构样机,通过实机减振试验验证了结构的隔振效果。研究结果表明,该结构在保证承载能力的前提下,具有良好的隔振效果,可为相关隔振结构的设计提供参考。

准零刚度隔振器非线性削弱方法研究

为削弱准零刚度隔振器的非线性特性,提出一种利用渐软负刚度中和渐硬负刚度的准零刚度隔振器非线性削弱方法,通过调整设计参数,使得2种负刚度的非线性项相互抵消,系统仅保留线性刚度特性。通过永磁体式负刚度及三弹簧式负刚度案例对该方法可行性进行验证。研究结果表明,利用该方法所设计的准零刚度隔振系统的非线性刚度得到极大削弱,系统隔振性能得到增强。