【摘 要】
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水下通信装置是水下移动平台实现低频通信的关键设备,通过将其固定安装于水下移动平台可极大提高实时通信能力,但是工作机械和水流激励引起的振动均会传递至水下通信装置,而通信频段内微弱的振动也会造成通信装置运动感应噪声严重超标而导致通信失败。本文针对水下移动平台通信装置的高性能隔振需求,开展无磁干扰的双级隔振系统设计与实验研究,主要研究工作如下:1、针对水下通信装置隔振需求开展了双级隔振构型方案与参数影响
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“基于无穷绝对动刚度原理的宽域近零超稳抑振方法”(编号:52075193);
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水下通信装置是水下移动平台实现低频通信的关键设备,通过将其固定安装于水下移动平台可极大提高实时通信能力,但是工作机械和水流激励引起的振动均会传递至水下通信装置,而通信频段内微弱的振动也会造成通信装置运动感应噪声严重超标而导致通信失败。本文针对水下移动平台通信装置的高性能隔振需求,开展无磁干扰的双级隔振系统设计与实验研究,主要研究工作如下:1、针对水下通信装置隔振需求开展了双级隔振构型方案与参数影响规律研究。针对水下通信装置的无磁干扰和多自由度高性能隔振需求以及安装空间尺寸限制,提出了水下通信装置双级隔振构型方案,建立水下通信装置双级隔振系统的动力学仿真模型,分析了质量比、固有频率比以及上、下层结构阻尼比参数对隔振性能的影响规律,提出了面向隔振需求的水下通信装置双级隔振参数的匹配原则。2、开展了双级隔振系统硅橡胶斜置悬吊关键单元的隔振参数优化设计。根据硅橡胶材料拉伸试验结果,采用超弹性本构模型拟合应力应变关系,辨识了硅橡胶材料的静动态力学特性差异。在此基础上,依据静平衡位姿和动态隔振性能两方面的需求,分别针对双级隔振系统中通信装置与中间平台的斜置悬吊参数进行优化设计,确定了悬吊点位置、悬吊角度以及硅橡胶隔振元件的几何尺寸参数。3、开展了水下通信装置双级隔振系统的样机设计与隔振性能实验验证。设计搭建了采用硅橡胶斜置悬吊单元的通信装置单级隔振样机,实测表明垂向隔振频率达到预期的2.6 Hz。据此设计研制的水下通信装置双级隔振原理样机,经振动测试表明,在工作频段内x、y、z方向隔振效果至少为63.5 d B,满足设计需求。本文为新型水下通信装置及类似设备的高性能隔振设计提供了新思路。
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