基于iSIGHT的机械结构振动控制最优布点技术研究

发布时间：2017-06-29 00:05

  本文关键词：基于iSIGHT的机械结构振动控制最优布点技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水面航行器的振动会带来一系列危害,从健康角度来说过大的振动会使船员感到不适,在军事领域易使敌方监测到,因此对其减振问题进行研究十分重要。文献表明,振源主要来自三个方面：动力机械设备、水动力和螺旋桨。本文通过安装作动器进行主动减振,以降低动力机械设备在工作时通过机械结构连接传递到整个船体的振动,基于iSIGHT软件围绕作动器优化布局问题展开研究。 本文首先考察了有限元仿真的精度问题,进而建立了研究对象的几何模型,并导入ANSYS有限元仿真软件,进行了模态分析和谐响应分析,为后续处理做好准备。 由于作动器安装位置及输出力大小设置不当,不仅不会对全船减振,反而有可能激发起更大的振动。本文采用iSIGHT软件集成ANSYS的方法对作动器进行优化布置,使用粒子群优化算法,以能量作为优化配置准则,通过对作动器的个数、安装位置和施力大小进行优化后使得整个船体所有节点的动能和最小,以此作为对整个船体进行减振的标准。 构建了实验平台,用实验的方法成功的验证有限元仿真和iSIGHT联合仿真方法的正确性。实验验证了对作动器的安装位置和控制力进行优化后与只有激励力的情况下相比振动减小了4倍。
【关键词】：布点优化 主动减振 联合仿真
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH113.1;TB535.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 研究背景及意义10-11
• 1.2 振动主动控制技术的研究意义及国内外研究现状11-13
• 1.3 作动器优化配置研究意义13-14
• 1.4 iSIGHT软件应用现状14-16
• 1.5 论文主要工作16-18
• 2 机械结构模态及谐响应分析18-34
• 2.1 引言18
• 2.2 有限元计算方法精度问题的考察18-23
• 2.3 机械结构有限元建模流程23-25
• 2.3.1 船体结构基本情况23
• 2.3.2 主要结构件建模23-24
• 2.3.3 从几何模型到有限元模型的转换24-25
• 2.3.4 模型材料属性设置25
• 2.4 机械结构的模态分析25-31
• 2.4.1 模态分析理论25-26
• 2.4.2 模态分析方法26
• 2.4.3 自由状态下的模态结果分析26-28
• 2.4.4 有约束条件的模态分析28-31
• 2.4.5 生成输出文件31
• 2.5 机械结构谐响应分析31-32
• 2.5.1 谐响应分析理论31
• 2.5.2 谐响应分析步骤31-32
• 2.5.3 后处理及提取结果32
• 2.6 本章小结32-34
• 3 基于iSIGHT的作动器位置与力的大小优化34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 作动器优化配置准则34
• 3.3 各节点速度的数学描述34-35
• 3.4 粒子群优化算法35-37
• 3.4.1 粒子群算法原理35-36
• 3.4.2 算法参数36-37
• 3.5 使用iSIGHT软件进行作动器优化求解37-43
• 3.5.1 使用iSIGHT软件进行优化计算的优点37
• 3.5.2 iSIGHT集成ANSYS37-39
• 3.5.3 iSIGHT编写Script脚本组件39
• 3.5.4 应用iSIGHT进行优化39
• 3.5.5 算例验证39-43
• 3.6 全船作动器优化布置及输出力大小仿真结果43-46
• 3.7 本章小结46-48
• 4 实验平台的构建与实验验证48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 模态实验验证48-50
• 4.3 联合仿真实验验证平台的构建50-52
• 4.4 最优布点验证实验52-58
• 4.4.1 方案52-54
• 4.4.2 传感器安装位置54-55
• 4.4.3 实验结果与分析55-58
• 4.5 本章小结58-60
• 5 结论与展望60-62
• 5.1 研究工作总结60
• 5.2 今后工作展望60-62
• 参考文献62-65
• 作者简历及攻读硕士 /博士学位期间取得的研究成果65-67
• 学位论文数据集67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 齐红元;祝红英;朱衡君;;基于简支弹性矩形板含集中质量振动基波频率共形映射解析[J];工程力学;2007年04期

2 曾映鹃;具有自由边界矩形薄板的自由振动[J];华北水利水电学院学报;1994年01期

3 李爱国,覃征,鲍复民,贺升平;粒子群优化算法[J];计算机工程与应用;2002年21期

4 高鹰,谢胜利;免疫粒子群优化算法[J];计算机工程与应用;2004年06期

5 赵明,陈志刚,黄国盛;一种基于粒群优化机理的多样性抗体生成算法[J];计算机工程与应用;2005年14期

6 刘靖明,韩丽川,侯立文;一种新的聚类算法——粒子群聚类算法[J];计算机工程与应用;2005年20期

7 高鹰;谢胜利;;混沌粒子群优化算法[J];计算机科学;2004年08期

8 夏世群;域内具有支承及集中质量的薄板自由振动的边界元分析[J];计算结构力学及其应用;1991年04期

9 杨志鹏;朱丽莉;袁华;;粒子群优化算法研究与发展[J];计算机工程与科学;2007年06期

10 洪鹃;孙成通;;基于iSIGHT的多学科设计优化技术研究[J];临沂师范学院学报;2009年03期

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1 李国平;面向精密仪器设备的主动隔振关键技术研究[D];浙江大学;2010年

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本文编号：495774