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原文传递轴系纵振控制下的螺旋桨-轴系-壳体耦合振动与声辐射研究

论文题名：	轴系纵振控制下的螺旋桨-轴系-壳体耦合振动与声辐射研究
关键词：	推进轴系;螺旋桨;壳体结构;耦合振动;纵振控制器
摘要：	为了有效地控制壳体的振动和声辐射，特别是对于振动的低频部分，必须综合考虑螺旋桨-轴系-壳体耦合系统振动能量的传递和耦合效应。推进轴系纵向振动是引起壳体声辐射的重要因素，所以，降低壳体声辐射的有效方法是降低轴系传到壳体的纵向振动。关于轴系纵向振动对壳体振动声辐射的影响取得了一些成果，但对于纵振控制还没有进行深入的研究，所以，论文将建立螺旋桨-轴系-壳体耦合系统的有限元模型，对其进行振动和传递特性分析，在此基础上，分别通过被动、主动和主被动结合的方法对耦合系统进行振动控制，通过实验来验证纵振控制器对轴系纵向振动的衰减效果，为耦合系统振动噪声控制提供参考。　　第一章：主要介绍了研究背景和意义，从推进轴系、结构振动和声辐射以及振动控制等方面回顾了国内外的研究现状和成果。　　第二章：建立了螺旋桨-轴系子系统模型，对其进行分析得到固有振动特性和典型模态，然后将其与壳体耦合得到螺旋桨-轴系-壳体耦合系统模型，研究耦合系统的固有振动特性以及螺旋桨激励力下由推进轴系传到壳体的传递特性。　　第三章：推进轴系的纵向振动是引起壳体声辐射的重要因素，所以，降低壳体声辐射的有效方法是降低轴系传到壳体的纵向振动。为此，分别通过被动、主动和主被动结合的方法对螺旋桨-轴系-壳体耦合系统进行振动控制。对于被动式，一种比较可行的途径是通过安装动力吸振器，利用最优同调以及最优阻尼条件对动力吸振器进行参数设计，然后加到耦合系统中对轴系第一阶和第二阶纵振进行控制，可以发现纵向振动得到有效抑制，但被动控制只在特定频带有控制效果，因此有必要研究主动控制；通过安装电磁作动器来实现主动控制，为了降低电磁作动器的漏磁，增加作动力，提出一种采用双线圈的对称型电磁作动器，并进行电磁分析。采用主动阻尼的方式对螺旋桨-轴系-壳体耦合系统进行控制，发现低频段的纵向振动得到有效抑制；将主动隔振器与动力吸振器结合起来，对耦合系统中进行控制，发现结果比单独的主动控制效果更好。　　第四章：针对被动、主动和主被动结合三种方式控制下的耦合系统模型分别进行振动声辐射分析，发现被动控制对耦合系统特定频率的声辐射有很好的控制效果，主动控制可以有效抑制低频段的纵向振动，而主被动控制可以获得比单独的主动控制更好的效果。　　第五章：通过实验研究纵振控制器安装前后的轴承座特性、纵振控制器频响特性以及纵向振动控制对轴系振动的抑制效果。推力轴承座振动特性测试，获得轴系在转动条件下的纵向振动特征以及轴承座频响特性，评价纵振控制器对基座特性的影响；控制器特性测试，获取控制器在安装条件下的外特性—输出力特性、谐波抑制比；振动控制效果测试，获取纵振控制器对轴系纵向振动的抑制效果，以评价控制器的减振性能。　　第六章：对论文的研究工作、主要的创新点和接下来的研究进行了总结和归纳。
作者：	胡睢宁
专业：	机械设计及理论
导师：	张志谊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文