船舶主机气囊隔振系统静态稳定性参数优化

摘要

气囊隔振器(又名空气弹簧)是一种性能优良的隔振元件，将其运用于船舶上可以有效地控制舰艇动力机械的振动。由于动力机械载荷大，而舰艇上安装空间有限，需要设计体积小、压力高的大载荷气囊隔振器，并合理的设置隔振系统的参数。 本文首先运用现有理论和气囊变形的几何关系推导了其垂向刚度和横向刚度的计算方法，以理论分析为基础，给出了气囊隔振器设计的一般步骤。结合合理应变假设，得到了帘线加强壳体结构壳壁的应力计算公式，并推导得到了相应的平衡角的计算公式。建立了主机隔振系统的动力学模型，讨论了各种隔振布置方式的特点，以斜置式为优化基础，得到了其固有频率特性；结合实际的主机静态稳定性要求，应用MATLAB软件的遗传算法工具，对隔振系统进行了多目标优化，得到了适合实际需要的隔振系统参数。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究的背景

1.2研究的意义

1.3本课题研究领域国内外的研究动态及发展趋势

1.4本课题研究内容

1.5本课题研究的创新点

2气囊隔振器相关特性理论研究

2.1空气弹簧的特点

2.2气囊隔振器的一般原理

2.3回转型气囊隔振器的刚度

2.3.1回转型气囊隔振器的垂向刚度

2.3.2回转型气囊隔振器的横向刚度

2.4回转型气囊隔振器的设计方法

2.5帘线加强壳体结构壳壁应力计算及平衡角分析

2.5.1帘线加强壳体结构几何构造

2.5.2壳壁应变假设

2.5.3壳壁的应力分析

2.5.4帘线布置的平衡角分析

2.5.5三种类型平衡角计算分析

2.5.6结果讨论

2.6本章小结

3气囊隔振器实验研究

3.1气囊隔振器静、动态特性试验

3.1.1试验内容与试验设备

3.1.2垂向特性试验

3.2.3横向特性试验

3.2强度试验

4主机隔振系统力学模型分析

4.1主机隔振系统动力学模型

4.1.1坐标系的建立

4.1.2模型的运动学分析

4.1.3模型的动力学分析

4.2隔振器布置方式

4.2.1平置式

4.2.2辐射式

4.2.3汇聚式

4.2.4斜置式

4.3隔振器斜置式布置时角度与固有频率的关系

4.4影响主机隔振系统稳定性因素分析

4.4.1刚度因素

4.4.2位置因素

4.4.3角度因素

4.5本章小结

5应用遗传算法对主机气囊隔振系统进行参数优化设计

5.1遗传算法介绍

5.1.1遗传算法与传统方法的比较

5.2主机隔振系统简化模型分析

5.3主机隔振系统参数优化

5.3.1优化目标

5.3.2优化变量

5.3.3约束条件

5.3.4优化结果对比分析

5.3.5优化结果讨论

5.4本章小结

6总结

6.1全文总结

6.2展望

致 谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文