浮筏隔振系统的刚柔耦合动力学与振动主动控制

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1、中图分类号：TB53论文编号：102870114-S006学科分类号：080102硕士学位论文浮筏隔振系统的刚柔耦合动力学与振动主动控制研究生姓名季夏名学科、专业固体力学研究方向振动主动控制指导教师陈卫东研究员南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一三年十二月万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDynamicAnalysisandActiveControlof

2、theFloatingRaftwithCoupledRigidandElasticMotionsAThesisinSolidMechanicsbyJiXia-mingAdvisedbyProf.ChenWei-dongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2013万方数据承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致

3、谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要在外激励作用下浮筏隔振系统的各子系统在表现出刚体运动特性的同时，也存在弹性振动问题，因此有必要把浮筏隔振器作为一个刚柔耦合系统来进行研究。同时，当外激励频率较低时

4、，它的减振效果非常有限。本文以常用的浮筏隔振器作为研究对象，根据子结构导纳方法获得复杂外激励作用下刚性筏架与弹性筏架的浮筏隔振系统动力学模型，通过数值仿真分别研究两种不同筏架系统在功率流传递过程中的区别，以及子系统参数对输入基础功率流的影响。为进一步提高模型的可靠性，引入多体动力学软件ADAMS/View和有限元软件进行联合仿真方面的研究。分别创建刚性浮筏隔振系统和筏架与基础子系统的柔性体模型。结合有限元软件在ADAMS中建立刚柔耦合浮筏隔振系统，进行振动响应分析，获得输出测量点的力与速度响应曲线，通过功率流计算

5、方法来求得输入系统与基础的功率流特性曲线，与理论仿真值进行对比分析。为提高浮筏隔振器在低频阶段的隔振性能，把被动式与刚度可变式吸振器添加到浮筏模型上，建立中间筏架带有吸振器的浮筏动力学模型。利用ADAMS与Simulink对该模型进行联合控制仿真，比较垂向速度最小化、垂向作用力最小化与功率流最小化这三种不同评判指标对减振效果的影响。在此基础上进一步建立带有复杂筏架结构的浮筏隔振系统，通过仿真分析获得更接近真实结构的动力学结果。关键词：浮筏隔振器，功率流，刚柔耦合，动力吸振器，联合仿真i万方数据浮筏隔振系统的刚柔耦

6、合动力学与振动主动控制AbstractTheapplicationoffloatingraftisolationsystemcanbeaveryeffectivewaytodepressthestructure-bornesoundandmechanicalvibratoryenergytransmissionfromvibrationsourcetotheshiphull,soitiswidelyusedinlarge-scalerotatingmachineryofthevessel.Thefloatingr

7、aftisolationsystemisacomplicatedandcoupledsystembecauseitcontainsseveralsub-systemswhicharemulti-bodyvibrationsystemwithelasticcoupling.Thefrequenciesofexcitationforcesonthemachinesareoftenwithinthelow-frequencyband,itwillcausethefloatingraftisolationsystemfa

8、iltoworkproperly.Thisessayfocusesonthestudyofthevibrationcontrolmethods,takingadvantageofthefloatingraftisolationsystem.First,thedynamicmodelofthefloatingraftisolationsystemwiththerigidor