潜标系统有限元建模及动力特性研究

发布时间：2025-01-11 03:33

　　潜标是一种水中系留的悬浮结构系统，过去主要用于海洋环境参数的测量，如测量温度、流速等参数。随着其应用范围的扩大，声学信号也成为其测量参数，因此对潜标系统自身振动特性的要求也随之提高。 本文旨在建立起潜标系统的动力学分析方法，以求能对系统进行较高精度的预报分析，进而为水中系留的悬浮结构系统的振动分析及控制技术提供参考方法。 本文首先对潜标系统的有限元建模方法进行了详细的探讨，对于系留绳索分别考虑了BEAM188、LINK8等单元情况，对于潜标体考虑了实体单元、质量单元等情况，并考虑了采用受拉绳索模型及单自由度的弹簧质量系统等情况。由于潜标是水中结构系统，因此对附连水质量也进行了详细的研究，考虑了不同方向上附连水质量不同的情况。通过上述一系列的对比分析，对于这种潜标系统，其有限元建模应该是：系留绳索采用梁单元、潜标体结构复杂时宜采用实体单元。通过潜标系统固有频率的计算结果与海试结果的对比，证明了结论的正确性。 在上述有限元建模分析的基础上，本文对系统的姿态及潜标体中振动传递问题也进行了计算研究。系统的姿态是潜标系统正常工作的前提，而潜标体中振动的传递规律是振动控制的基础。 最...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及其研究的目的和意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题研究的目的和意义
    1.2 国内外潜标系统的研究现状
        1.2.1 国外潜标技术的发展
        1.2.2 我国潜标技术的发展
        1.2.3 国内外关于海洋潜标的相关研究
    1.3 本课题的主要研究内容
        1.3.1 潜标系统的结构
        1.3.2 本课题的主要研究内容
第2章 潜标系统的固有振动特性分析
    2.1 潜标系统频率分析方法的确定
        2.1.1 附连水质量的计算与处理
        2.1.2 环境外力场的施加
    2.2 系统频率分析的 ANSYS 实现
        2.2.1 潜标系统有限元模型的建立
        2.2.2 选用不同单元类型的计算结果对比
        2.2.3 潜标系统局部振动的处理
    2.3 潜标系统固有频率分析计算
        2.3.1 附连水质量与外加力场的确定
        2.3.2 潜标系统固有频率的计算
    2.4 海洋测试验证
        2.4.1 海洋测试结果及初步分析
        2.4.2 频率理论分析结果和海试结果的比较
    2.5 本章小结
第3章 潜标系统的振动响应
    3.1 潜标系统的受力情况及位姿分析
        3.1.1 潜标系统工作的环境
        3.1.2 潜标系统的受力情况及位姿分析
    3.2 潜标系统的振动传递
        3.2.1 响应传递模型的建立
        3.2.2 振动响应传递分析的 ANSYS 实现
    3.3 本章小结
第4章 潜标体振动控制的初步探讨
    4.1 潜标系统的振动控制
        4.1.1 决定潜标系统振动情况的因素
        4.1.2 振动对潜标系统工作的影响与控制
    4.2 潜标系统正常工作对系统结构的要求
        4.2.1 系统正常工作对标体的结构要求
        4.2.2 系统正常工作对系缆的结构要求
    4.3 潜标系统振动控制措施及其软件模拟
        4.3.1 决定系统工作状态的因素总结
        4.3.2 系统振动控制可行性措施的给出
        4.3.3 系统振动控制可行性措施的软件模拟
    4.4 本章小结
结论
参考文献
附录
致谢



本文编号：4025872