基于磁流变弹性体(MRE)的半主动纵振吸振器研究
本文选题:轴系纵振控制 切入点:动力吸振器 出处:《上海交通大学》2013年硕士论文
【摘要】:船舶在正常航行过程中,船舶艉部的水域会形成不均匀伴流场;螺旋桨在该伴流场中工作,将会产生脉动推力,从而引起船舶轴系的纵向振动;轴系的纵向振动可经推力轴承基座传递至船体,引起船体振动,进而产生噪声辐射,影响船舶的乘坐舒适性和水下船舶的隐身性。因此,为减小船舶的噪声辐射,降低船舶轴系的纵向振动显得非常重要。本文分析了船舶轴系纵向振动的动力学特性,提出了使用动力吸振的方法控制其纵向振动;同时利用磁流变弹性体的刚度可调特性,设计了一款宽频带动力吸振器。本文的主要研究成果如下: 1、建立了轴系动力学模型,提出利用动力吸振的方法进行纵向振动控制;利用模态综合和模态截断的方法列出了加装动力吸振器后的系统动力学方程,以主系统运动放大系数为目标,对动力吸振器的参数进行了优化,,优化结果为动力吸振器的结构设计提供了指导。 2、总结了磁流变弹性体的研究进展,并利用某种磁流变弹性体材料设计了一款动力吸振器,利用ANSYS对吸振器的模态和电磁场进行了分析;根据磁流变弹性体的材料特性及电磁场的分析结果,得到了吸振器的固有频率随所施加电流的变化关系式。 3、通过对简谐激励下无动力吸振器的轴系、安装被动式动力吸振器的轴系和安装有磁流变弹性体动力吸振器的轴系进行谐响应分析,比较了被动式动力吸振器和磁流变弹性体动力吸振器的振动控制效果;同时,探讨了不同个数和不同安装位置下吸振器吸振效果的影响,为后续动力吸振器的振动控制提供了参考。
[Abstract]:During the normal navigation of the ship, the water area of the stern part of the ship will form an uneven wake flow field, while the propeller working in the wake field will produce pulsating thrust, thus causing the longitudinal vibration of the ship's shafting. The longitudinal vibration of shafting can be transmitted to the hull through the thrust bearing base, which causes the vibration of the hull and then produces noise radiation, which affects the ride comfort of the ship and the stealthiness of the underwater ship. Therefore, in order to reduce the noise radiation of the ship, It is very important to reduce the longitudinal vibration of ship shafting. In this paper, the dynamic characteristics of the longitudinal vibration of ship shafting are analyzed, the method of dynamic vibration absorption is put forward to control the longitudinal vibration, and the adjustable stiffness of magneto-rheological elastomer is used. A broadband dynamic vibration absorber is designed. The main research results are as follows:. 1. The dynamic model of shafting is established, the method of dynamic vibration absorption is put forward to control longitudinal vibration, and the dynamic equations of system after installing dynamic vibration absorber are listed by the method of modal synthesis and mode truncation. The parameters of the dynamic vibration absorber are optimized with the motion magnification factor of the main system as the target. The optimization results provide guidance for the structural design of the dynamic vibration absorber. 2. The research progress of magneto-rheological elastomer is summarized, and a dynamic vibration absorber is designed by using a kind of magneto-rheological elastomer material. The mode and electromagnetic field of the absorber are analyzed by ANSYS. According to the material characteristics of magneto-rheological elastomer and the results of electromagnetic field analysis, the relationship between the natural frequency of the absorber and the applied current is obtained. 3. Through the harmonic response analysis of the shafting of the vibration absorber without dynamic force under simple harmonic excitation, the shafting of installing the passive dynamic vibration absorber and the shafting with the dynamic absorber of magnetorheological elastomer. The vibration control effect of passive dynamic vibration absorber and magnetorheological elastomer dynamic absorber is compared, and the influence of different number and installation position of vibration absorber on vibration absorption effect is discussed. It provides a reference for the vibration control of the following dynamic vibration absorber.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U661.44;TB535
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 汪建晓;孟光;;磁流变弹性体研究进展[J];功能材料;2006年05期
2 余淼;严小锐;夏永强;;基于链化模型的磁流变弹性体磁致效应影响因素分析[J];功能材料;2009年08期
3 曹贻鹏;张文平;;使用动力吸振器降低轴系纵振引起的水下结构辐射噪声研究[J];哈尔滨工程大学学报;2007年07期
4 党辉;朱应顺;龚兴龙;张培强;;基于分布链修正的磁流变弹性体的物理模型[J];化学物理学报;2005年06期
5 李剑锋;龚兴龙;张先舟;徐振邦;张培强;;主动移频式动力吸振器及其动力特性的研究[J];实验力学;2005年04期
6 赵艳;王宝祥;赵晓鹏;;Cr离子改性氧化钛/丙烯酰胺纳米电流变液及其性能研究[J];无机材料学报;2006年03期
7 刘耀宗;王宁;孟浩;郁殿龙;温激鸿;;基于动力吸振器的潜艇推进轴系轴向减振研究[J];振动与冲击;2009年05期
8 徐振邦;龚兴龙;陈现敏;;机械式频率可调动力吸振器及其减振特性[J];振动与冲击;2010年02期
9 吴崇健,骆东平,杨叔子,朱英富,马运义;离散分布式动力吸振器的设计及在船舶工程中的应用[J];振动工程学报;1999年04期
10 李良伟;赵耀;陆坡;李天匀;;减小船舶轴系纵向振动的动力减振器参数优化[J];中国造船;2010年02期
相关会议论文 前2条
1 王家盛;刘耀宗;;船舶推进轴系纵向振动模拟装置的振动测试与分析[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
2 陈志刚;吴崇健;付爱华;;WPA法在舰船轴系纵向振动分析中的应用[A];2005年船舶结构力学学术会议论文集[C];2005年
相关博士学位论文 前2条
1 曹贻鹏;推进轴系引起的艇体结构振动与辐射噪声控制研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
2 陈琳;磁流变弹性体的研制及其力学行为的表征[D];中国科学技术大学;2009年
本文编号:1676203
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/1676203.html