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文檔簡介
1、螺旋槳是水面船舶和艦艇的主要推進(jìn)裝置。艦艇在水中運(yùn)動(dòng),不可避免地在艉部形成不均勻的伴流場;螺旋槳在不均勻伴流場中工作會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)推力,經(jīng)推進(jìn)軸系、推力軸承及其基座傳遞到殼體,引起殼體產(chǎn)生振動(dòng),進(jìn)而形成水下聲輻射。由螺旋槳脈動(dòng)推力引起的艇體振動(dòng)進(jìn)而輻射噪聲是艦艇輻射噪聲的重要來源,應(yīng)當(dāng)引起高度重視。因此,研究螺旋槳激勵(lì)力在推進(jìn)軸系中的傳遞規(guī)律及軸系振動(dòng)的內(nèi)在成因機(jī)理對軸系采取有效的振動(dòng)控制措施顯得尤為重要,是艉部激勵(lì)引起艦艇低頻振動(dòng)噪聲控制
2、的關(guān)鍵所在。本文深入研究了推進(jìn)軸系縱、橫向振動(dòng)及縱橫耦合振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性及參數(shù)影響規(guī)律;提出了軸系縱向振動(dòng)控制的半主動(dòng)控制措施;利用磁流變彈性體設(shè)計(jì)了一款磁流變彈性體半主動(dòng)式動(dòng)力吸振器對推進(jìn)軸系縱向振動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)控制,并進(jìn)行了試驗(yàn)研究以驗(yàn)證其移頻特性和吸振效果。具體內(nèi)容包括:
(1)簡述潛艇推進(jìn)軸系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化,運(yùn)用解析法推導(dǎo)出推進(jìn)軸系縱向和橫向振動(dòng)的固有頻率及振型,對推進(jìn)軸系縱向和橫向線性振動(dòng)特性進(jìn)行了分析。采
3、用彈性力學(xué)的方法,推導(dǎo)出推進(jìn)軸系縱橫耦合振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程;針對工程實(shí)際結(jié)構(gòu),運(yùn)用有限單元法,建立了結(jié)構(gòu)的有限元分析模型;計(jì)算了推進(jìn)軸系縱橫耦合振動(dòng)的位移響應(yīng),并對在不同激勵(lì)力水平、不同激勵(lì)頻率和極端載荷工況不同阻尼作用下的響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行了研究,為推進(jìn)軸系的減振降噪奠定了理論基礎(chǔ)。
?。?)提出一種并聯(lián)安裝在推進(jìn)軸系上的磁流變彈性體動(dòng)力吸振器的設(shè)計(jì)理論方法,考慮了推進(jìn)軸系作為彈性連續(xù)體的情況下,采用模態(tài)截取和模態(tài)綜合法建立其推進(jìn)軸系
4、‐動(dòng)力吸振器混合動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)模型,對動(dòng)力吸振器設(shè)計(jì)參數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,介紹了制備磁流變彈性體的基本材料特性,基于偶極子模型對磁流變彈性體磁致剪切模量的微觀機(jī)理進(jìn)行了研究,得到了影響磁流變彈性體磁致剪切模量的各主要因素;同時(shí),對磁流變彈性體的宏觀粘彈性力學(xué)模型進(jìn)行了研究,分析了外加磁場對其力學(xué)性能的影響。
?。?)簡述磁流變彈性體材料的制備過程,采用天然橡膠為基體制備了磁流變彈性體,測試了樣品的相關(guān)性能參數(shù),并對試
5、驗(yàn)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合;利用磁流變彈性體剪切模量可調(diào)的性質(zhì),設(shè)計(jì)了一款磁流變彈性體半主動(dòng)式動(dòng)力吸振器用于推進(jìn)軸系的縱向振動(dòng)控制,對該動(dòng)力吸振器的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)和電磁場分析,并對單個(gè)磁流變彈性體動(dòng)力吸振器的移頻特性和組合式磁流變彈性體動(dòng)力吸振器的吸振效果進(jìn)行了理論仿真分析。
?。?)通過磁流變彈性體動(dòng)力吸振器的試驗(yàn)研究,對單個(gè)磁流變彈性體動(dòng)力吸振器的移頻特性和安裝在推進(jìn)軸系上的組合式磁流變彈性體動(dòng)力吸振器的吸振效果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證
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