Page 261 - 《振动工程学报》2025年第11期

第 11 期 张家明，等：核主泵磁流变半主动隔振及试验验证 2719

敏度分别为 50g 和 103 mV/g）用于采集系统的加速 标分别降低了 7.79 和 8.60 dB。进一步以被动策略为
度信息，并将加速度信号传输至图 8 (b) 中的振动台 基准进行对比，天棚半主动策略在这两项指标上分
控制器、MRD 控制器和控制电脑，用于控制激励、 别进一步降低了 1.56 和 0.81 dB。上述结果表明，天棚
实时调节 MRD 输入电流和记录分析。 半主动策略在共振峰抑制、以及 10~60 Hz 全频段内
试 验 前， 将 天 棚 半 主 动 控 制 策 略 代 码 烧 录 至 抑制振动和能量传递的整体性能均全面优于被动策
MRD 控制器内，试验过程中施加正弦加速度激励幅 略。这表明天棚半主动控制策略在应对具有复杂频
值为 0.06g，激励频率从 10 Hz 依次增加 1~60 Hz，与 率成分的工程振动问题时，具备更大的应用潜力。
仿真参数保持一致。图 9 给出了不同控制策略对应 此外，不同控制策略主要评价指标仿真值与实
的系统加速度传递率曲线对比。 测值的平均相对误差为 8.45%，其中共振点处隔振量
平均相对误差为 12.82%，对数传递率积分平均相对

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无控制策略 天棚策略
被动策略(MRD) 误 差为 3.69%， 均 方 根 传 递 率 积 分 平 均 相 对 误 差
加速度传递率 / dB 11 0 标上具有合理的吻合度，建立的 RCP-MRD 耦合动力
22
为
8.84%。
结果表明，仿真结果与试验数据在关键评价指
−11 学模型精度满足工程方案评估和趋势分析的需求，
能够较为准确地反映系统在不同频率激励下的主要
10 20 30 40 50 60 振动响应特性。该模型为后续的工程应用和深入研
激励频率 / Hz
究提供了可靠的理论依据和有效的仿真工具。

图 9 不同策略的加速度传递率对比（10~60 Hz）
Fig. 9 Comparison of acceleration transmissibility under
4 结 论
different strategies (10~60 Hz)

从图 9 可以看出，在无控制策略下，系统加速度
（1）建立了考虑 RCP 集中质量特性与 MRD 非线
传递率在 10~20 Hz 频段出现明显峰值，在共振频率
性滞回特性的耦合动力学模型，关键指标的仿真值
16 Hz 时最高，为 30.83 dB，表明该频段结构振动剧
与实测值平均相对误差为 8.45%，模型精度满足工程
烈，无减振措施时系统加速度传递率较高。在采用
需求。该模型适用于中低频段宽频基础激励下含强
MRD 被动策略和天棚半主动策略后，10~20 Hz 频段
非线性阻尼元件的隔振系统，能够有效表征变频激
内振动加速度传递率显著降低，这表明 MRD 可以很
励下系统的动态响应。建模方法与验证结果可为同
好地抑制系统共振频段的振动传递。
类旋转机械系统在变工况条件下的隔振设计提供理
为进一步验证天棚半主动控制策略在 10~60 Hz
论依据与设计参考。
全频段内的整体抑振性能，并实现仿真与试验的相
（2）采用的天棚半主动控制律可动态适配变频
互验证，表 2 对比了 MRD 天棚半主动策略主要评价
激励，相较于传统被动隔振，在系统固有频率处加速
指标的仿真值与实测值结果。 度响应降低了 22.34 dB，对数传递率积分和均方根传

递率积分分别降低了 3.61 dB 和 5.07 dB，显著提升了

表 2 测试与仿真结果对比
宽频隔振性能，为变工况下核电关键设备的振动控
Tab. 2 Comparison of experimental and simulation results
制提供了一种解决方案。
策略 指标 实测 / dB 仿真 / dB 相对误差 / %
共振点处 MRD被动 29.49 33.77 12.67
隔振量 MRD半主动 31.01 35.63 12.97 参考文献：
无控制策略 40.64 40.95 0.76
对数传递率 MRD被动 [1] 王鹏，袁寿其，王秀礼，等. 大流量工况下核主泵内部不
积分 35.54 37.03 4.02
MRD半主动 33.98 31.97 6.29 稳定特性分析 [J]. 振动与冲击，2015，34（9）：196-201.
无控制策略 17.09 18.04 5.27 WANG Peng，YUAN Shouqi，WANG Xiuli，et al. Analy-
均方根传递率
MRD被动 9.30 10.33 9.97 sis on internal unsteady characteristics of nuclear main pump
积分
MRD半主动 8.49 7.63 11.27 under large flow condition[J]. Journal of Vibration and

Shock，2015，34（9）：196-201.
由表 2 可知，以无控制策略作为参考，MRD 被动 [2] LIU L， CHEN X H， GAO J H， et al. Pressure pulsation
策略和 MRD 天棚半主动策略的对数传递率积分指 analysis of a large reactor coolant pump experimental loop
标分别降低了 5.10 和 6.66 dB；均方根传递率积分指 based on field test and numerical simulation[J]. Nuclear Engi-