摘 要

隔振技术在船舶舰艇领域有着重要的应用，对提升船内工作环境，加强舰艇隐身性能具有重要意义。而传统的主动隔振器和被动隔振器只能解决低频段或高频段内的振动问题，无法满足船舶舰艇的宽频隔振的要求。由此本文设计一种气磁混合主被动隔振器，分别将磁悬浮隔振器作为其的主动部分，空气弹簧作为其被动部分，采用并联的方式将二者结合，实现宽频隔振。本文的主要研究工作如下：

（1）结合船舶舰艇的隔振要求，设计了一个气磁混合主被动隔振器，使空气弹簧与磁悬浮隔振器能够互不干扰地运作，协作完成船舶隔振的主被动部分。计算得到其设计准则。

（2）依据设计准则，设计了一种磁悬浮隔隔振器，能够完成气磁混合主被动隔振器的主动隔振部分的内容，应用workbench对其承载能力和刚度特性进行有限元分析，得出满足设计要求的结论

（3）根据准则设计了一种轮胎状空气弹簧，使之能够承载船舶舰艇要求的载荷，并具有一定的刚度和隔振性能以完成气磁混合主被动隔振器的被动隔振部分内容。应用abaqus对其承载能力和刚度特性进行有限元分析。得出满足设计要求的结论。

关键词：气磁混合主被动隔振器，磁悬浮隔振器，空气弹簧，承载力，刚度

Abstract

The  Vibration isolation technology in the field of ships has an important application, to enhance the working environment within the ship to enhance the stealth performance of the ship is of great significance. The traditional active vibration isolator and passive vibration isolator can only solve the low frequency band or high frequency band vibration problem, can not meet the ship's broadband vibration isolation requirements. In this paper, a kind of active and passive vibration isolator is designed. The magnetic suspension is used as its active part, and the air spring is used as its passive part, and the two are combined to realize wide frequency isolation. The main work of this paper is as follows:

(1) In combination with the vibration isolation requirements of ship ships, an active and passive vibration isolator is designed, which enables the air spring and the magnetic suspension isolator to operate without disturbing each other and cooperate to complete the main passive part of the ship vibration isolation. Calculate the design criteria.

(2) According to the design criteria, a kind of magnetic levitation isolator is designed to complete the active vibration isolator of the main passive vibration isolator. The workbench is used to analyze the bearing capacity and stiffness of the passive vibration isolator. Meet the design requirements of the conclusions

(3) According to the guidelines, a tire-like air spring is designed so that it can carry the load required by the ship's ships and has a certain rigidity and vibration-proofing performance to complete the passive vibration isolator of the main magnetic isolator. Application of abaqus to its bearing capacity and stiffness characteristics of the finite element analysis. Draw conclusions that meet the design requirements.

Key words:Pneumatic-Electromagnetic Active-Passive Hybrid Vibration Isolator, electromagnetic vibration isolator, pneumatic spring, load force, frequency

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第 1 章 绪论 1

1.1 课题背景及研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 磁悬浮隔振器研究现状 2

1.2.2 空气弹簧研究现状 2

1.2.3 气磁混合主被动隔振器研究现状 3

1.3 本文内容安排 4

第 2 章 气磁混合主被动隔振器结构设计与分析 5

2.1 气磁混合主被动隔振器简介 5

2.2 气磁混合主被动隔振器结构设计 5

2.2.1 结构设计 5

2.2.2 分析计算 6

2.2.3 设计准则 7

第 3 章 磁悬浮隔振器结构设计与分析 10

3.1 磁悬浮隔振器简介 10

3.1.1 磁悬浮隔振器的工作原理 10

3.1.2 磁悬浮隔振器的分类 11

3.2 磁悬浮隔振器结构设计 12

3.2.1 磁悬浮隔振器结构设计 12

3.2.2 磁悬浮隔振器理论计算 13

3.3 磁悬浮隔振器的有限元分析 16

第 4 章 空气弹簧结构设计与分析 19

4.1 空气弹簧简介 19

4.1.1 空气弹簧的工作原理 19

4.1.2 空气弹簧的特性 19

4.1.3 空气弹簧的分类 20

4.2 结构设计与计算 21

4.2.1 空气弹簧结构设计 21

4.2.2 空气弹簧结构参数计算 21

4.3 空气弹簧的有限元分析 24

第 5 章 总结 28

参考文献 29

致谢 31

绪论

课题背景及研究意义

在船舶舰艇的航行中，其内部设备的机械振动会产生许多负面影响，如振动产生的噪声严重影响船上人员的生活环境，产生的交变载荷作用在船体使之产生疲劳损伤；对精密仪器造成误差影响；更会影响船舶舰艇在海洋航行时的隐蔽性^[1]。故在船舶舰艇领域，减小由船上设备工作而产生的振动，是增强舰船的减振降噪能力的重要方式。因此相关领域的研究，对增强船舶舰艇的安全性和隐蔽性具有重要意义。

机械系统在其工作过程中，当受到外力作用时会产生振动响应，在外力的作用频率达到系统自身的固有频率时，就会产生共振现象，引起强烈的震动。而这种振动可能会积累以至于破坏整个系统。所以采取有效的减小振动的方法显得十分重要。此次毕业设计所设计的气磁混合主被动隔振器采用主被动混合隔振的方式减小振动的传递。隔振器是在振源和所需隔振物体中间安装主动或者被动构件以降低振动的传递的一种隔振技术^[2]。它在各种各样的机械设备中都有着广泛的应用，而关于隔振器的相关研究也进展迅速。