专    业：机械设计及理论

导    师：张俊 教授

毕业去向：美的集团

教育及工作背景：

2019年9月至2022年6月     福州大学   机械设计及理论   工学硕士学位

2015年9月至2019年6月    福州大学   机械设计制造及其自动化  工学学士学位

研究方向：

结构动力学

参与科研项目：

无

发表论文：

1.张俊,张观尘,汤伟民等.多轴机床快速有限元建模与随位动态特性预估[J].机床与液压,2021,49(18):127-134.

授权专利：

1.张俊,张观尘,汤伟民等. 基于MPC的五轴动梁龙门立式铣床多位姿有限元建模方法[P]. 福建省：CN111581745B,2023-03-28.

2.张俊,张观尘,汤伟民等. 五轴动梁龙门立式铣床多位姿有限元建模方法[P]. 福建省：CN110674601B,2022-10-14.

3.张俊,张观尘,汤伟民等. 铝合金薄壁件铣削过程的有限元仿真方法[P]. 福建省：CN111723446B,2022-06-14.

4.张俊,张观尘,汤伟民等. 一种针对箱体类零件的模态分析有限元网格密度优选方法及系统[P]. 福建省：CN110633533B, 2021-06-01.

奖项与荣誉：

2019年  福州大学研究生新生一等奖学金

硕士学位论文简介：

非定常风浪载荷下的浮式风机振动分析与抑制

随着对深远海优质风能资源的不断开发，海上浮式风机的装机容量也在日渐增长。相较于传统陆上风机，海上浮式风机会同时受到风载、浪载与平台运动的影响，导致其结构受迫振动问题较为突出。而调谐质量阻尼器作为一种振动抑制装置，其有效性已在高层建筑等应用领域得到充分验证，具有解决海上浮式风机振动抑制问题的潜力。本文将对海上浮式风机调谐质量阻尼器的设计方法进行研究，希冀减弱风机结构在非定常载荷下的受迫振动。论文主要研究内容如下： 

首先进行风机外载荷计算。分别基于频率叠加法、叶素动量理论、Airy波浪理论、Morison方程与阿基米德定律对湍流风场、风轮推力、非定常波浪场、波浪载荷与浮力进行建模与计算，并通过主流软件TURBSIM、AeroDyn与OPENFAST验证所建理论模型计算结果的准确性。 而后进行风机动力学建模。首先，通过OPENFAST软件仿真，确定影响风机塔架振动的运动自由度，将其作为动力学模型的广义坐标变量。而后，对海上浮式风机依次进行运动学分析、动能分析、势能分析与广义力分析，再基于第二类拉格朗日方程推导系统动力学方程。

所建立的动力学模型计入了外部非定常空气动力载荷、波浪载荷与风机自身结构柔性的影响。最后，基于所建的动力学模型给出了海上浮式风机在多种风、浪载荷下的动态响应，并将其与由OPENFAST软件获得的仿真结果进行对比，以验证动力学模型的正确性。 而后进行调谐质量阻尼器设计。首先，通过实例对比选取内点算法，进行调谐质量阻尼器动力学参数的优化设计。而后，为保证调谐质量阻尼器的最大行程满足风机塔架内的空间限制，在寻优算法中添加行程限制作为优化设计的边界条件。最后，提出包括质量块、弹性金属悬臂梁、阻尼元件及其支架的悬臂梁式调谐质量阻尼器结构设计方案，并推导了结构参数与动力学参数的换算关系。 

最后进行海上浮式风机振动分析与抑制。以OC3-Hywind spar型海上浮式风机为例，采用本文所提调谐质量阻尼器，对该型风机塔架的受迫振动进行抑制。首先，通过对非定常风、浪载荷下风机塔架的振动分析，确定由载荷非定常特性所引起的塔架振动成分。而后，针对此振动成分设计调谐质量阻尼器进行振动抑制，分析了多种风、浪载荷下，引入所设计调谐质量阻尼器后的振动抑制效果。最后，将其与根据传统经验公式法所设计的调谐质量阻尼器的振动抑制效果进行对比，以证明本文所提方法的有效性。