船舶推进轴系扭振若干技术问题研究

发布时间：2017-04-20 07:13

  本文关键词：船舶推进轴系扭振若干技术问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，包括从主机输出端推力轴承直到螺旋桨之间的传动轴以及轴上的附件，其主要功能是，将船舶主机发出的功率传递给螺旋桨，使螺旋桨产生转动，同时又将螺旋桨旋转时产生的推力传给船体，推动船舶前进。轴系的振动直接影响到轴系中各轴承的受力，可能导致柴油机、传动装置与轴系的故障；导致机架振动，并通过双层底诱发船体梁垂向振动，以及上层建筑的纵向振动；导致尾轴管早期磨损等等，这些都直接影响船舶航行性能和安全性，所以对轴系振动的研究具有十分重要的意义。 本文以船舶推进轴系为研究对象，查阅了国内大量研究资料，对轴系扭振的机理、计算方法以及一些关键问题进行了研究，其主要的工作包括： (1)建立了通用的船舶推进轴系扭振计算模型，系统研究了扭振自由振动和响应计算方法，利用软件工程的基本方法，开发了基于VB．Net的轴系扭振计算软件，通过实测和对比分析，验证了模型和算法的正确性。 (2)对船舶推进轴系扭振计算中简谐系数计算、一缸熄火及气缸负荷不均衡、分支系统尤其是双机并车轴系、非线性问题、纵扭耦合计算等关键技术问题进行了研究，对各因素对扭振计算的影响，结合所开发的扭振计算软件，给出了相应情况在实际计算中的处理方法，并列举了一部分计算实例。 (3)研究了有限元方法的基本原理与建模理论，建立了轴系扭振计算的有限元模型，并应用大型有限元分析软件MSC．Patran／Nastran进行了扭振计算与分析，进一步验证了模型的正确性。 最后对研究成果和有关问题进行了总结，，对今后的工作做出了展望，并分别给出了基于上述算法的船舶推进轴系扭振计算实例。
【关键词】：船舶推进轴系 扭振 有限元 MATLAB
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U664.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 本文主要研究的内容11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 第2章 轴系扭转振动13-32
• 2.1 当量系统模型13-16
• 2.2 自由振动计算16-19
• 2.3 强迫振动计算19-31
• 2.3.1 轴系激励计算19-21
• 2.3.2 响应计算算法研究21-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 轴系扭振计算中的关键问题分析研究32-56
• 3.1 简谐系数计算方法研究32-38
• 3.1.1 经验系数法32-34
• 3.1.2 实测示功图法34-36
• 3.1.3 模拟示功图法36-38
• 3.2 部分气缸熄火及气缸负荷不均衡38-41
• 3.3 分支系统计算41-45
• 3.3.1 分支系统编号原则42-43
• 3.3.2 双机并车轴系43-45
• 3.4 非线性研究45-50
• 3.4.1 质量非线性问题及其一般处理45-46
• 3.4.2 刚度非线性问题及其一般处理46-50
• 3.5 纵扭耦合振动计算研究50-55
• 3.5.1 纵扭耦合振动机理50-51
• 3.5.2 纵扭耦合振动数学模型51-53
• 3.5.3 纵扭耦合振动方程求解及仿真计算53-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第4章 有限元法在轴系扭振计算中的应用56-71
• 4.1 有限元法求解振动问题的基本思想56
• 4.2 有限元法求解振动问题的解算步骤56-63
• 4.2.1 振动系统的离散化57
• 4.2.2 单元特性分析57-61
• 4.2.3 建立振动系统的运动方程式61-63
• 4.2.4 求解系统方程63
• 4.3 有限元软件MSC在扭振计算中的应用63-70
• 4.3.1 软件介绍63-64
• 4.3.2 有限元模型理论及网格划分64-67
• 4.3.3 扭振计算结果及分析67-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第5章 相关软件介绍与说明71-76
• 5.1 程序流程图71-72
• 5.2 模块功能72
• 5.3 模块主要界面72-73
• 5.4 计算实例与结果分析73-76
• 第6章 总结与展望76-82
• 6.1 全文总结76-77
• 6.2 研究展望77-82
• 致谢82-83
• 发表的学术论文与参加的科研工作83

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 毛兰霞;王建平;;船舶推进轴系扭转振动影响因素分析[J];江苏船舶;2012年05期

2 吴家明;蔡耀全;曾凡明;;脉冲负载下高弹联轴器瞬态特性分析[J];船海工程;2012年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 徐翔;船舶复杂推进轴系耦合振动理论及试验研究[D];武汉理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 马龙龙;应变式传动轴功率测试系统设计与研究[D];中北大学;2011年

2 禹精达;传动轴扭矩测量技术及精度分析[D];中北大学;2012年

3 王飞;基于ADAMS及ANSYS的船舶推进轴系特性分析[D];大连海事大学;2012年

4 张驰;基于VB.NET的船舶轴系扭振计算软件研究及实现[D];武汉理工大学;2012年

5 宋志伟;基于拟小波方法的轴系动力稳定性研究[D];华中科技大学;2012年

6 赵晓晓;柴油机轴系扭振及硅油减振器设计研究[D];山东大学;2013年

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本文编号：318155