船舶与海工装备通用半主动浮筏隔振技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51909251
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1101.海岸工程与海洋工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Power units and sensitive devices mounted on warships and marine equipments sufferring form double-way, harmonic and random combination and wide-band vibration environment. Effective floating shaft vibration isolation technique could improve security, stability and comfort. But it is hard for current floating shaft design method to balance multi-indexes. And its vibration isolation performance has potential to be enhanced. This project introduce semi-active vibration isolation and quasi-zero vibration isolation to improve the two conflict demands for all vibration isolation systems. With the combination of particle dynamic method, mechanical magnetic coupling algorithm, multi-scale modeling and experimental test, this project aims to study the vibration attenuation mechanisms of Magnetorheological fluid (MRF) under complicated vibration loadings. The dynamic model of MRF micro-particle-chain is established, and the relationships between MRF micro-structural characteristics and the vibration loading properties are studied. It is analyzed that the wave propagation characteristic of MRF under wave loadings. The micro-structural characteristics of MRF that are suitable to attenuate vibration loadings are also explored. The multi-scale model by the mechanical-magnetic coupling analysis is developed, and the field-induced mapping relationships between MRF micro-structural characteristics and its macro-properties are studied. The field-induced MRF operating mode mechanism is investigated. Based on structure elastic mechanics, quasi-zero spring design method will be researched for isolator integration. This research provides a theoretical basis for the application of semi-active and quasi-zero vibration techniques in vibration control of floating shaft.
舰艇和海工装备上动力装置和敏感设备面临复杂的振动载荷环境,高效的浮筏隔振技术可以显著提高结构安全性、工作稳定性和居住舒适性,但现有的浮筏隔振系统设计指标难以兼顾,且隔振性能有进一步提高的可能。为此,本项目从隔振系统的固有矛盾出发,引入磁流变半主动隔振和准零刚度隔振技术,综合运用颗粒动力学理论、力-磁耦合分析、多尺度建模、多参数优化设计和实验测试相结合的方法,针对浮筏隔振的复杂载荷激励特性,展开半主动-准零刚度隔振系统的基础理论研究。从微尺度建模入手,建立磁流变液颗粒链动力学模型,研究其微观结构对振动载荷的衰减机制;通过基于力-磁耦合的多尺度建模,构建磁流变液工作模式与宏观力学特性的场效应映射规律,阐明磁流变阻尼器宽频隔振机理;基于结构弹性力学构建准零刚度元件设计方法,实现隔振器弹性和阻尼元件的有效整合。研究成果将为半主动隔振和准零刚度隔振技术在复杂隔振系统中的应用提供依据。

结项摘要

船舶与海工装备是维护海洋权益和开发海洋的重要基础装备,正逐渐向大型化、精密化方向发展,这对此类装备上隔振系统的承载能力、隔振性能和环境适应性等都提出了更高的要求。该课题以船舶与海工装备通用半主动浮筏隔振技术研究为主体,探讨了新型磁流变阻尼器和准零刚度浮筏隔振的基础理论和方法问题,同时扩展研究了该技术的推广应用问题。主要完成的研究内容如下:.(1)针对传统磁流变阻尼器结构上的局限性,提出一种输出阻尼力大、可调阻尼比高且结构紧凑的新型磁流变阻尼器,基于流体力学基本理论和磁流变液微观机理建立了其流速表达式及准静态模型,基于动态特性试验分析了新型磁流变阻尼器的工作状态和滞回特性,建立了新型阻尼器的双曲正切模型,基于PID控制与反馈线性化控制建立了磁流变阻尼器的半主动控制方法。.(2)分析了准零刚度系统的实现方式,以碟形弹簧与磁流变阻尼器为研究对象,分析了各参数对准零刚度隔振系统性能的影响,并与同等承载能力下的线性刚度隔振系统进行了对比研究;完成了单自由度准零刚度-半主动系统的动力学模型与原型研制,结果表明半主动-准零刚度隔振系统在宽频带具有较好的隔振效果。.(3)以本项目的研究成果为基础,研究了基于磁流变阻尼器的隔振和缓冲方法在其他领域中的应用问题,完成的工作主要包括:基于空气弹簧和磁流变阻尼器的变刚度-半主动控制方法用于舰船传动设备隔振、基于磁流变蓄能器的管路水锤冲击缓冲问题、基于磁流变阻尼器的控制力矩陀螺隔振问题等。.本课题为磁流变技术在浮筏隔振和其他相关应用领域的理论研究和工程应用具有一定的参考意义。.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
一种磁流变阻尼器机械滞后模型建立与实验验证
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘月辰;黄山云;王强
  • 通讯作者:
    王强
新型磁流变阻尼器的研制及其准静态分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘月辰;王强;刘明斗
  • 通讯作者:
    刘明斗

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其他文献

Transplantation of EPCs overexpressing PDGFR-β promotes vascular repair in the early phase after vascular injury.
移植过表达PDGFR-β的EPC可促进血管损伤后早期的血管修复。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王航;王强;于洁;丁世芳;尹扬光;蔡克银;李巍;赵晓辉;黄浩
  • 通讯作者:
    黄浩
基于磁流变技术的六自由度半主动隔振平台
  • DOI:
    10.1063/1.5007008
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    机床与液压
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王强;陈照波;刘文涛;Mehdi Ahmadian
  • 通讯作者:
    Mehdi Ahmadian
Study on knowledge, attitudes and behaviours about AIDS among undergraduates of China
我国大学生艾滋病知识、态度和行为研究
  • DOI:
    10.1002/cite.201855419
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Current HIV Research
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    郭凯文;王强
  • 通讯作者:
    王强
一类多智能体系统分组一致控制协议的设计与分析
  • DOI:
    10.1038/ncomms2787
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    控制与决策
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王强;王玉振;杨仁明
  • 通讯作者:
    杨仁明
High Sensitive Nighttime Light Imaging Camera Design and In-orbit Test of Luojia1-01 Satellite
珞珈一号01星高灵敏夜光成像相机设计及在轨测试
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Sensors
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    苏志强;钟兴;张过;李艳杰;贺小军;王强;韦宗喜;何春伶;李德仁
  • 通讯作者:
    李德仁

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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