波浪能滑翔器动态特性测试与模态分析

发布时间：2018-01-06 03:32

  本文关键词：波浪能滑翔器动态特性测试与模态分析　出处：《天津城建大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 波浪能滑翔器 动态特性参数 试验模态分析 模态综合法

【摘要】：波浪能滑翔器(Wave Glider)是一种新型的海洋观测自主表面平台,能够利用丰富的海洋能源来维持持续的海洋环境监测活动。海洋环境复杂多变,交变载荷下,滑翔器结构极易发生剧烈振动,严重威胁其运行安全。波浪能滑翔器的关键零部件的动态特性研究,不仅能够指导其结构优化,而且为滑翔器的可靠性评价提供了可靠数据。本文以水面母船、水下牵引机支架和滑翔翼板为研究对象,采用试验模态分析方法对波浪能滑翔器的结构动态特性进行研究,成果对波浪能滑翔器的结构优化设计和可靠性评价具有重要的指导意义。主要研究以下内容:(1)利用ANSYS软件对波浪能滑翔器的关键零部件做计算模态分析,计算出各关键零部件的动态特性参数,为其试验模态分析提供参考。(2)针对水面母船的薄壁壳体结构特点,确定了激振器激励方案,并设计了船体的正弦慢扫描法试验;针对水下牵引机支架的框架结构特点,讨论了悬挂点与测试点对模态测试结果的影响,并设计了支架的锤击法试验;针对滑翔翼板轻薄的结构特点,研究了力锤选取和触发力大小设置的问题,并设计了翼板的锤击法试验。用不同的实验方法完成了波浪能滑翔器的关键零部件的模态测试。(3)依据模态参数辨识频域法识别出波浪能滑翔器的关键零部件的动态特性参数,分别为水面母船的16阶、水下牵引机支架的15阶、滑翔翼板的16阶固有频率、模态振型和阻尼比,结合FEA分析结果,分析模态振型,找到了结构的薄弱环节,并对有限元的模型进行修正。(4)利用ANSYS对水下牵引机整机做了模态综合,采用固定界面模态综合法,得到水下牵引机整机的前4阶固有频率和振型,为评价水下牵引机整机的可靠性提供了数据。
[Abstract]:Wave Glider is a new independent surface platform for ocean observation. The marine environment is complex and changeable, and the glider structure is prone to violent vibration under alternating load. The research on the dynamic characteristics of the key parts of the wave glider can not only guide its structure optimization, but also provide reliable data for the reliability evaluation of the glider. The structural dynamic characteristics of wave energy glider were studied by means of experimental modal analysis method. The results have important guiding significance for the structural optimization design and reliability evaluation of wave glider. The modal analysis of the key parts of the wave glider is carried out by using ANSYS software. The dynamic characteristic parameters of each key component are calculated, which provides a reference for the experimental modal analysis. (2) according to the structural characteristics of the thin-walled shell of the water surface master ship, the excitation scheme of the exciter is determined. The sinusoidal slow scanning test of the hull is designed. According to the frame structure characteristics of underwater tractor, the influence of suspension point and test point on modal test results is discussed, and the hammering test of support is designed. The selection of force hammer and the setting of trigger force are studied according to the light and thin structure of glider. In addition, the hammering test of the flange is designed. The modal test of the key parts of the wave glider is completed with different experimental methods. The dynamic characteristic parameters of the key components of the wave energy glider are identified by the modal parameter identification method in frequency domain. It is the 16th order of the water surface master ship, the 15 order of the support of underwater tractor, the 16 order natural frequency of glider plate, the mode mode and damping ratio. Combined with the results of FEA analysis, the modal mode mode is analyzed. The weak link of the structure is found, and the finite element model is modified. (4) ANSYS is used to synthesize the whole machine of underwater tractor, and the fixed interface modal synthesis method is adopted. The first four natural frequencies and modes of underwater tractor are obtained, which provide data for evaluating the reliability of underwater tractor.
【学位授予单位】：天津城建大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P715

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本文编号：1386118