复杂隔振系统功率流求解策略的研究

　　0　引言

　　长期以来,人们对隔振系统功率流的动力学传递特性已经进行了大量研究和探索,并取得了丰富的成果[1],但是对隔振系统功率流分析求解技术的研究和隔振系统智能设计手段方面的研究一直是一个薄弱环节·另一方面,专家系统一般多注重推理而忽视分析计算[2,3],即使有一些分析计算,也只是一些不太复杂的计算·因此关于复杂隔振系统功率流分析理论和求解技术以及智能设计系统的研究是一个富有开创性意义的研究方向和研究领域[4],本项研究将理论与工程实际相结合,对复杂隔振系统的分析与设计具有重要的意义·

　　本文在宽度优先分析方法的基础上,引入深度优先的结构化分析方法,从而完成一般复杂隔振系统的动力学通用模型并实现求解·

　　1　宽度优先的传统分析方法

　　在分析隔振系统过程中,传统的简化方法实际上是按照宽度优先的原则对系统进行简化的一种变换方式·如图1所示

　　这种分析方法是过去常用的非结构化分析方法,该方法的特点是求解过程简明,但是该方法有如下不足之处:

　　(1)只适合于手工处理;(2)该方法是非结构化处理方法;(3)不便于处理复杂系统;(4)不便于问题的通用求解;(5)可扩充能力差.总之上述方法不宜作为动态知识为智能系统所利用,所以必须寻求其他方法.

　　2　深度优先的结构化分析方法

　　深度优先分析法是一种结构化分析方法·如图2所示,对图示的混合式隔振系统,用宽度优先原则不好进行简化处理·下面先定义支路的概念:

　　支路:功率流从振源传向基础时能量所经过的每一条路线定义为支路·

　　假设:隔振系统是按结构化进行组织的,即系统具有层次关系·

　　简化原则:对于简单串联的单支路应该首先进行简化,其次对于起始于系统的同一部件并终止于系统的另一相同部件的所有并联支路应该优先进行简化·

　　根据简化原则,隔振器符合简化条件应该首先进行简化·然后,每台机器与它的隔振器系统组成简单支路,符合简化条件,可以进行简化处理,同时也可以将浮筏隔振器和浮筏进行合并简化·简化后的结果如图3所示,可以看到机器和浮筏分别与其隔振器形成完整的子结构·

　　3　系统求解方法

　　设机器Mk的传递矩阵为S′,Mk的隔振器系统的传递矩阵为S″,则将机器和其隔振器进行合并后机器的等效传递矩阵为

　　浮筏体的传递矩阵为S′f[4],将浮筏体和其隔振器系统合并后得到浮筏的等效传递矩阵为: