摘 要

研究发现船舶在不同航行速度下船体发出振动的频率会出现不同。目前阻隔振动传播的方法主要分为两大类，一种是被动隔振，一种是主动隔振。磁悬浮隔振器作为磁悬浮主动隔振系统的核心部件，具有反应速度快，隔振效果好，体积小等特点。

本文主要对柱形磁悬浮隔振器进行磁场分析以及结构上的优化设计。在满足使用要求的情况下尽可能地提高隔振器铁芯利用率，减小隔振器的尺寸。首先根据设计要求对隔振器进行结构设计，借助有限元分析软件ANSYS对所设计模型进行磁场分析检验是否出现磁耦合或者磁饱和，然后再进行结构优化设计。在考虑到方便安装，工作环境以及散热因素后使用三维建模软件SolidWorks对隔振器的结构进行建模，最后对关键零部件进行校核。

关键词：磁悬浮；主动隔振器；磁饱和；磁耦合；结构设计；

Abstract

The study found that ship hull vibration under different running speed frequency is different. At present There are two major categories in the form of block vibration, One is passive vibration isolation, one is active vibration isolation. Maglev Isolator as a core component maglev active isolation system, with fast response, good isolation effect, small size and other characteristics.

This article is a cylindrical magnetic suspension isolator structure optimization design and analysis of magnetic field. In meets the requirement of as much as possible to improve the utilization rate of vibration isolator core to reduce the size of the vibration isolator. First of all, According to the design requirements for brake structure design, with the help of a design model by the finite element analysis software ANSYS to analyze magnetic field inspection whether magnetic coupling and magnetic saturation. Then carry out the optimization design. In considering the installation is convenient, the working environment and heat dissipation factors after using the three dimensional modeling software SolidWorks modeling of vibration isolator structure. Finally, the importance parts for checking

Key Words: maglev; Active vibration isolator; magnetic saturation; magnetic coupling; Structural Design

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2磁悬浮隔振器的分类以及研究目的 1

1.3国内外研究现状 2

1.4柱形磁悬浮隔振器的主要设计要求以及内容 2

1.5本章小结 2

第2章 磁悬浮隔振器电磁模型的建立与磁场分析 4

2.1磁悬浮隔振系统的介绍 4

2.1.1工作原理 4

2.1.2结构特点 5

2.2建立电磁力模型 5

2.2.1柱形磁悬浮隔振器的结构及参数 5

2.2.2柱形磁悬浮隔振器零部件参数及作用 6

2.3理论电磁力的计算 8

2.4有限元分析分析模型的建立 9

2.4.1建立几何模型 10

2.4.2定义材料属性 10

2.4.3网格化以及施加边界条件 11

2.4.4施加载荷 12

2.4.5求解计算 12

2.5磁耦合分析 14

2.6磁悬浮隔振器的结构优化 16

2.7小结 18

第3章 磁悬浮隔振关键零件的建立与校核 19

3.1推力杆的设计及校核 19

3.2连接轴的设计与校核 19

3.3圆柱销的选择及抗剪及压溃校核 21

3.4铁芯螺纹连接的校核 23

3.5底盖安装螺栓的选择及校核 24

3.6小结 25

第4章 总结 26

参考文献 27

致谢 28

第1章绪论

1.1研究背景及意义

在现代海军序列中，潜艇作为海战中王牌，它不仅仅负责战时的偷袭与攻击，还承担着二次核反击的重任。在舰船航行时，舰船产生的声响越大，通过舰体结构传播到水里的声波强度意味着也就越高，其被远方敌舰上的声呐发现的可能性也就越高。通过调查研究发现，船舶在不同航速条件下产生振动的频率会不同，目前对舰船隔振的隔振系统设计主要为两大类，一种是被动隔振系统，一种是主动隔振系统。当浮筏上的机器产生的振动频率在筏架固有频率之上的时，被动隔振系统可以很好的起到隔断振动的作用，避免振动通过筏架传递到船体 。当浮筏上的机器工作频率在等于或者低于浮筏系统频率的时，人们所熟知的被动隔振系统表现出来的隔振效果则会很差；而主动隔振系统利用本身特性在低频条件下则可以很好的阻断低频振动的传播。因此在舰船上使用主动浮筏隔振技术将可以大大降低舰艇在航行中的振动，降低被敌方传播声呐发现的可能性。

磁悬浮隔振器作为主动隔振系统中的关键零部件，位于船体与筏架之间，在工作中产生次级振动，然后通过干扰振动叠加，减少振动源向底座传递振动。因此对隔振器的设计研究对隔振系统来说具有重要意义。