[发明专利]一种宽频带柔性浮筏隔振系统及其设计方法

说明书

本发明提供了一种宽频带柔性浮筏隔振系统及其设计方法，上下两侧由所述筏架和所述固定底板固连它们中间的零部件，由所述四角顶杆及侧面顶杆固支所述四角弹簧及侧面弹簧，中间为可移动支撑弹簧，其移动机理为所述可移动支撑弹簧的上端通过顶端滑块嵌入顶端滑槽，所述可移动支撑弹簧的下端连接电机减速器组合体及底端滑块，所述丝杠穿过所述底端滑块的圆孔并连接到步进电机。试验时对所述筏架施加振动激励响应，通过调整弹簧组合及布置结构来获得最优化浮筏隔振系统的设计，结构简单、维数低、适用于宽频带激振。

技术领域

本发明涉及一种隔振技术领域，具体涉及一种宽频带柔性浮筏隔振系统及其设计方法。

背景技术

潜艇的声隐身能力是关系其生命力和战斗力的重要因素之一，因此降低潜艇的振动噪声水平是一件非常重要的工作。浮筏是目前广泛应用于各国潜艇的一种减振降噪设备，它能显著地降低艇内设备的高频段振动向艇体的传递，但在低频段的减振效果以及智能化、通用化方面却不甚理想。目前，公知的浮筏隔振系统的动力学建模方法中主要有多刚体动力学建模方法、有限元动力学建模方法、阻抗综合建模分析方法、模态阻抗综合建模分析方法、基于四端参数的矩阵建模分析方法等，多刚体建模方法的基本思想是将设备、筏体及基础处理为没有弹性和阻尼的刚体，将隔振器处理为无质量的弹性阻尼元件，由于其物理概念清晰，建模分析方便，计算规模相对较小，而且更重要的是它反映了系统的主要特征，具有很强的工程实用价值。有限元建模方法基于考虑筏体的弹性影响，将筏体视为弹性体进行有限元划分，设备仍作为刚体处理，与多刚体力学建模方法相比，展宽了系统频带，提供了更丰富的高频信息。阻抗综合建模方法是基于两个子系统在连接点处的阻抗与外力关系满足叠加原理这一基本思想来分析问题的，其基本方法是将构成系统的各组成部分单独考虑，用机械阻抗来描述其各自的特性，再通过各部分连接点处的连接关系综合得到整个系统的阻抗方程，从而获得系统的动力学问题的解。模态阻抗综合建模方法在以往阻抗分析方法的基础上，采用模态坐标代替物理坐标，将各物理量用模态量表示，通过由模态坐标表示的部件阻抗矩阵叠加得到系统矩阵，这样可以方便地根据求得的系统模态坐标解来计算系统任意点的动力响应。基于结构四端参数来分析隔振系统的结构动力学实际上是一种传递矩阵分析方法，对每一子结构用导纳矩阵来描述其特性，然后通过各子结构的特性矩阵运算得到整个系统的解。

现有浮筏隔振系统并未实现智能化通用型宽频带性设计，浮筏隔振系统包含构型设计、动力学建模、控制系统设计三个部分，现有的建模方法使得隔振主动控制系统中易产生控制溢出，观测溢出以及不易实现智能控制器设计复杂等问题，因此限制了主动隔振技术在实际工程中的应用。

发明内容

本申请通过提供一种宽频带柔性浮筏隔振系统及其设计方法，上下两侧由所述筏架和所述固定底板固连它们中间的零部件，由所述四角顶杆及侧面顶杆固支所述四角弹簧及侧面弹簧，中间为可移动支撑弹簧，其移动机理为所述可移动支撑弹簧的上端通过顶端滑块嵌入顶端滑槽，所述可移动支撑弹簧的下端连接电机减速器组合体及底端滑块，所述丝杠穿过所述底端滑块的圆孔并连接到步进电机。试验时对所述筏架施加振动激励响应，通过调整弹簧组合及布置结构来获得最优化浮筏隔振系统的设计，结构简单，维数低，适用于宽频带激振，解决了现有技术中易产生控制溢出、观测溢出以及智能化控制器设计复杂的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：