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基于MR阻尼器的船舶减振基座试验研究
| 论文题名： | 基于MR阻尼器的船舶减振基座试验研究 |
| 关键词： | MR阻尼器;钢丝绳减振器;船舶减振基座;模型试验;船舶振动 |
| 摘要： | 减振性能是体现船舶整体性能的重要指标。近年来，围绕该问题的研究已经成为舰船研究领域内的热点。目前我国使用的舰船减振元件多为被动式减振元件，如：橡胶减振器、金属减振器等。这些减振器的力学特性是固定不变的，对具体设备而言只在某些特定的频带具有较好的减振效果。而船舶设备的工作频率是不断变化的，为达到最佳减振效果要求减振基座的特性有能力随着设备工作特性的改变作出一些调整，这是传统减振基座无法做到的。本文提出了将可控阻尼元件与传统减振基座相并联进行减振基座系统设计的思想，应用现有较成熟的减振元件钢丝绳弹簧和可控阻尼元件MR阻尼器设计了减振基座，并进行了数值仿真分析和模型实验研究。研究结果表明，减振基座在各个频段都有较好的减振性能，尤其是在低频段，减振效果明显优于传统减振元件。 本论文主要进行了如下几方面的工作： (1)基于将MR阻尼器与钢丝绳弹簧相并联的思想，以船舶主机为保护对象，进行了减振基座模型系统的设计，根据国内现有的MR阻尼器的形状特性对传统的舰船基座结构进行了合理改造； (2)对钢丝绳减振器和MR阻尼器的力学特性进行了数值仿真分析，研究了MR阻尼器活塞与缸体间隙变化对阻尼器性能的影响。讨论了几何参数变化对钢丝绳减振器等效刚度的影响。并针对试验要求确定了MR阻尼器和钢丝绳减振器的关键参数； (3)采用有限元方法对基座系统的振动响应进行了仿真分析。结果表明该基座系统对在低频减振方面具有明显的减振效果； (4)基于MTS多点加载系统和LMS数据采集分析系统进行了振动模型试验设计。通过对模型激振频率、激振力幅、控制质量和MR阻尼器电流的调整进行了大量的试验。并采用PID控制方法对振动响应进行了控制。试验结果表明减振基座系统在控制结构振动方面效果明显，尤其体现在低频减振方面； (5)基于试验中MR阻尼器的出力特点，在现有MR阻尼器力学模型研究基础之上提出了改进的Sigmoid模型。该模型表达式简练，参数较少，物理意义清晰，具有较高精度。 |
| 作者： | 邓忠超 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张大刚 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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