船舶机械低频线谱振动传递的主动控制（英文）

针对船舶机械振动的低频线谱主动控制,文章采用输出力大、频响平直、无接触式的磁悬浮作动器,分析了永磁偏置式作动器的电-磁-力耦合特性,推导了磁悬浮主被动隔振系统运动方程和系统稳定性影响因素;研制了满足船舶应用要求、具有冲击摇摆适应能力的磁悬浮-气囊主被动混合隔振器。采用收敛快速的窄带多通道Fx-Newton算法,并针对线谱频率波动时的控制鲁棒性,提出了窄带滤波相位差的自适应补偿环节。在船用200 k W柴发机组上进行了主被动混合隔振实验,未开启线谱控制时,可获得>32.8 d B的宽频隔振效果;控制开启后,可进一步有效衰减传递到基座的多根线谱振动,并且在柴发机组的转速波动工况下依然能实现快速收敛、稳定和高效控制。该主被动混合隔振系统可满足船舶机械低频线谱控制的工程实用要求。

海洋平台低频线谱振动控制方法

针对已建海洋平台结构低频(30Hz以下)线谱振动控制难题,基于吸振原理,开展低频线谱振动控制方法研究,讨论动力吸振器与振动系统主结构最优质量比、阻尼比、频率比的取值范围,以及动力吸振器最优布置数量和布置位置等。以典型海洋平台板架结构为例,建立有限元模型,验证了动力吸振系统化方法的有效性,并在此基础上,针对某海洋平台振动超标问题开展动力吸振系统化方法的工程应用研究,旨在为海洋平台低频线谱振动控制提供方法依据。

低频线谱激励下动力吸振器设计研究

针对动力吸振器在船舶领域应用较少及舰艇在低频振动时减振降噪措施较难实现这一现状,构建低频线谱激励下舰艇附加动力吸振器设计流程及研究其减振降噪特性。首先,按比例建立某舰艇双层底仿真模型,并在20Hz～400 Hz频段内对离心泵机脚加速度激励下的该双层底模型进行谐响应分析,得到各节点处位移响应峰值并确定33 Hz为动力吸振器吸振频率,然后应用有理分式多项式法识别安装位置处主系统等效参数及通过定点理论确定动力吸振器参数,同时探究动力吸振器质量和安装数量对吸振效果的影响。最后,建立Virtual Lab边界元模型,求解吸振前后双层底模型外底辐射声功率。仿真结果表明:动力吸振器设计流程合理,双层底模型在吸振频率33 Hz处振动烈度数值及辐射声功率均有较大程度降低;20 Hz～60 Hz频段内外底板合成声功率降低9.55 dB,减振降噪效果明显。

基于局域共振的舰船浮筏低频减振方法

为控制动力机械激励下的舰船浮筏低频振动和噪声线谱,由变分原理建立了动力机械-平板-局域共振单元的耦合振动方程,采用模态叠加法导出了耦合振动方程的解,并给出了平板辐射声功率级的计算公式;设计了小尺寸轻质低频局域振子,分析了局域共振单元对动力机械激励下平板结构低频振动与辐射声功率线谱的控制效果。研究表明:在附加质量小于平板质量3%的要求下,局域共振单元可将低频振动线谱激励下平板结构表面平均振速级和辐射声功率级降低10%以上;当局域共振单元中包含多个固有频率不同的局域振子时,可以控制平板结构的多个低频振动与噪声线谱。

新型橡胶-电磁复合主被动隔振器研究

船舶动力设备是船舶振动噪声的重要来源,其运行过程中产生的宽带和低频线谱振动对舱室噪声和水下辐射噪声具有重要影响。针对船用动力设备质量大、振动强的特点,提出一种结构紧凑的低频橡胶隔振器与线性电磁作动器复合的主被动隔振器,并分别对被动隔振器的静态承载能力、电磁作动器的驱动力以及主被动隔振效果进行了仿真分析和测试。结果表明,橡胶隔振器可承受15 t载荷,具有线性刚度,电磁作动器力常数可达72 N/A,与频域加权的干扰重构Fx-LMS控制算法相结合,能大幅抑制300 Hz以内的线谱振动,主被动联合隔振效果优异。