基于可控电磁支承的水下航行器推进轴系-壳体系统振动控制方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11672180
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0803.波动、振动与噪声
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Water lubricated rubber bearings are commonly used in the shafting system of underwater vehicles in order to reduce vibration transmission. However, lubrication of rubber bearings at low speeds is usually inadequate, which will deteriorate vibration of shafting systems and even generate high frequency noises with standing features. Consequently, sound quality or stealth of underwater vehicles is severely affected. In this investigation, the controllable electromagnetic shaft support (CESS) is proposed to replace the intermediate water lubricated rubber bearing. Introducing noncontact shaft support to eliminate abnormal noises as well as reduce shaft vibrations is the need of engineering applications and it is hence of real significance. Three aspects are considered to investigate associated theoretical problems: (1) The role of CESS in the control of the impedance of shaft support. The aim is to clarify the influence of stiffness and damping of CESS on the vibration characteristics of the coupled system as well as the shafting support impedance, vibration transmission and hull responses; (2) The role of CESS in the control of friction induced shaft vibrations. The aim is to clarify the influence of electromagnetic force control of CESS on the rubber bearing friction force and its induced vibration responses; (3) The role of CESS in the control of transmission of propeller vibrations. The aim is to clarify the influence of the interface force control of CESS on the vibration responses of the shaft and hull structures as well as the redistribution characteristics of propeller vibration transmission. In addition, theoretical results and control effectiveness will be verified through an experimental system to exhibit the feasibility of the proposed scenario in reducing shafting noises and to establish new methods for the design of low-noise propulsion shafting systems.
水下航行器的推进轴系常用水润滑橡胶轴承减小振动传递,然而橡胶轴承在低速运行条件下由于润滑不良会导致轴系振动加剧或产生特征稳定的高频噪声,严重影响水下航行器的声品质或声隐身性能。本项目针对实际需求,考虑以可控电磁支承代替部分橡胶轴承,通过引入非接触轴系支承减小轴系-壳体振动,消除异常噪声,研究具有现实意义。项目拟从三个方面研究基本理论问题:①电磁支承对轴系支承阻抗的控制作用,明确电磁支承刚度和阻尼对耦合系统振动特征、轴系支承阻抗、轴系振动传递以及壳体振动响应的影响规律;②电磁支承对轴系摩擦诱导响应的控制作用,明确电磁力控制对橡胶轴承摩擦力及其诱导响应的影响规律;③电磁支承对螺旋桨振动传递的控制作用,研究轴系支承力控制对螺旋桨振动传递的再分配特性,获得电磁支承动态力控制对轴系及壳体振动的影响规律。同时,结合实验平台,验证理论方法和控制效果,明确方案的可行性,为低噪声推进轴系设计提供新方法。

结项摘要

本项目针对水下航行器螺旋桨推进系统噪声,研究轴系横向振动传递控制方法,为有效衰减螺旋桨激励通过轴系支承向壳体传递提供新的途径。项目首次在螺旋桨-轴系-壳体系统中引入可控电磁支承,建立了耦合系统动力学模型及主动控制方法,明确了电磁力控制对轴承支承面阻抗及界面摩擦力的影响规律,在大尺度螺旋桨-轴系-壳体实验系统中验证了可控电磁支承的有效性,结果表明中高频振动特征可衰减50%以上;首次提出并联杆式主动支承及相应的多通道控制方法,将传统支承的面传递降为并联杆的有限点传递,抑制螺旋桨激励通过轴系艉支承向壳体的传递,并大尺度螺旋桨-轴系-壳体实验系统中验证其有效性,结果表明线谱特征衰减可达80%以上;从全局控制角度出发,为同时考虑轴向、横向振动传递控制以及轴系动力学时变特性,提出基于动力学在线建模的自适应振动控制新算法,使控制性能更加稳定,实用性更强。大尺度螺旋桨-轴系-壳体系统的实验结果表明,在不同转速下,控制算法均能显著降低线谱特征,幅值衰减50%-90%。本项目的理论和技术成果可应用于实际系统的振动控制,为水下航行器振动噪声控制提供支撑。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(1)
Active control of propulsion shafting's lateral vibration with active stern support and local velocity feedback control
主动尾支撑和局部速度反馈控制推进轴系横向振动主动控制
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2019.09.016
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Vibration and Shock
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xie Xiling;Qin Hui;Xu Yinglei;Zhang Zhiyi
  • 通讯作者:
    Zhang Zhiyi
基于动态插值自适应方法的时变轴系纵向振动主动控制
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2018.21.024
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑洪波;覃会;胡芳;张志谊
  • 通讯作者:
    张志谊
Elimination of friction-induced vibration of a propulsion shafting system by auxiliary electromagnetic suspension
辅助电磁悬架消除推进轴系摩擦振动
  • DOI:
    10.1177/1077546319900605
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Journal of Vibration and Control
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Qin Hui;Yang Dequan;Zheng Hongbo;Zhang Zhiyi
  • 通讯作者:
    Zhang Zhiyi
时变轴系纵向振动的主动控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑洪波;覃会;杨德权;张志谊
  • 通讯作者:
    张志谊
Lateral vibration control of a shafting-hull coupled system with electromagnetic bearings
电磁轴承轴系-船体耦合系统横向振动控制
  • DOI:
    10.1177/1461348418811516
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Journal of Low Frequency Noise Vibration and Active Control
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Qin Hui;Zheng Hongbo;Qin Wenyuan;Zhang Zhiyi
  • 通讯作者:
    Zhang Zhiyi

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其他文献

基于时频滤波的时变模态分解方法
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    续秀忠*;张志谊
  • 通讯作者:
    张志谊
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    华宏星
分布式摩擦激励下轴系振动研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    车凯凯;张振果;张志谊;华宏星
  • 通讯作者:
    华宏星
摩擦激励下螺旋桨推进轴系自激振动特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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    --
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  • 通讯作者:
    华宏星
考虑复杂边界条件和任意非连续元件的多跨变截面梁自由振动研究(英文)
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    华宏星

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螺旋桨脉动推力诱导的轴系-壳体耦合振动主动控制方法研究
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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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