螺旋桨激励下轴系纵向低频振动主动控制方法研究

基本信息
批准号:51609226
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:黄志伟
学科分类:
依托单位:中国舰船研究设计中心
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:何雪松,曾革委,徐志云,徐鑫彤,张诗洋,吴英友
关键词:
螺旋桨激励主动控制评价方法推进轴系控制策略
结项摘要

The shafting-hull coupled vibration due to the propeller fluctuating thrustforces is the main reason of the low frequency sound radiation of the marine,which is difficult to be controlled and has become a key factor of restricting marine acoustic stealth performance. Reducing the transmission of the fluctuating thrustforces to the hull is the basic measure to control low frequency sound radiation. Being provided with the advantage, the active control method will be a important and new approach. In the present work, the calculation model to vibration of propeller-shafting-hull coupled system was established by the finite element and the substructure method method, and the characteristics and the transfer path of the vibration of the coupled systemin stern were analyzed under propeller excitation. The active control method is induced into the propulsion-shafting coupled systemin, and the control strategy is optimized to vibration control effect. Dynamics characteristics of the longitudinal vibration of the coupled system are researched under different operation conditions. The evaluate index of thr active control to the longitudinal vibration of propulsion-shafting coupled system was discussed. And then the result is verified experimentally. THe method of active control to longitudinal and low frequency vibration of propulsion shafting are summarized finally. The key technologies in designing the active control to vibration of propulsion-shafting coupled systemin would be broken through. These might provide some important theory references and instructor for vibration control of the propeller-shaft-hull. It is very clear that this project has significant academic and engineering values.

螺旋桨推力脉动引起的轴系-艇体耦合振动是舰船低频声辐射的主要原因,且难以控制,已成为制约舰船声隐身性能的重要因素之一。减小脉动推力通过轴系对艇体的激励作用是当前控制低频声辐射的有效措施,主动控制由于在低频控制方面的优越性,很自然地成为一条重要的新途径。本项目采用有限元计算和子结构综合方法相结合,建立准确描述艉部特征的螺旋桨-轴系-艇体耦合振动数学物理模型,分析螺旋桨激励下桨-轴系统耦合振动特性,揭示轴系纵向低频振动传递规律及其影响因子,运用振动主动控制技术,提出轴系纵向振动主动控制方法和最优主动控制策略,研究不同运行工况下轴系纵向振动的动力学特征,探讨轴系纵向低频振动主动控制效果及其评价方法,并在轴系台架上进行试验验证,从而形成轴系纵向低频振动主动控制方法,为舰船艉部桨-轴系统耦合振动与噪声控制研究提供重要的理论依据和技术支撑,军事意义和工程应用价值显著。

项目摘要

螺旋桨推力脉动引起的轴系-艇体耦合振动是舰船低频声辐射的主要原因,且难以控制,已成为制约舰船声隐身性能的重要因素之一。减小脉动推力通过轴系对艇体的激励作用是当前控制低频声辐射的有效措施,主动控制由于在低频控制方面的优越性,很自然地成为一条重要的新途径。国外在振动主动控制技术方面研究较早,开展了大量的理论和试验研究工作,相比较而言,我国在轴系振动主动控制方面的研究还处于起步阶段。.本项目采用有限元计算和子结构综合方法相结合,建立了准确描述艉部特征的螺旋桨-轴系-艇体耦合振动数学物理模型,分析了螺旋桨激励下桨-轴系统耦合振动特性,揭示了轴系纵向低频振动传递规律及其影响因子,运用振动主动控制技术,提出了轴系纵向振动主动控制方法和最优主动控制策略,研究了不同运行工况下轴系纵向振动的动力学特征,探讨了轴系纵向低频振动主动控制效果及其评价方法,并在轴系台架上进行了试验验证。研究结果表明,轴系纵向低频振动主动控制效果明显,作动器对轴系振动特性的影响非常有限。.通过对轴系纵向振动主动控制相关技术的研究及试验验证,形成了螺旋桨激励下轴系纵向低频振动主动控制系统理论和方法,为舰船艉部桨-轴系统耦合振动与噪声控制研究提供重要的理论依据和技术支撑,军事意义和工程应用价值显著。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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