船舶推进轴系-船体耦合系统冲击载荷响应特性研究
发布时间：2021-08-28 11:48
大型船舶在海洋环境中航行,受到各种外部载荷的作用,如船舶碰撞、爆炸冲击波以及波浪力等,尤其是当船舶受到由船舶碰撞或爆炸冲击波产生的冲击载荷的作用时,冲击载荷会造成推进轴系-船体耦合系统的异常振动,甚至导致船体发生大变形,影响船舶推进轴系的正常运转。本文建立船体-油膜-推进轴系耦合系统动力学模型,利用MATLAB数值模拟研究船舶推进轴系-船体耦合系统动力学特性;同时本文以7000DWT成品油船为模型基础,在ANSYS软件中建立船舶推进轴系模型以及船体-推进轴系一体模型,通过ANSYS仿真实验研究船舶推进轴系在受到爆炸冲击波作用时轴系的响应特性,以及船舶碰撞对船体-推进轴系的耦合振动和推进轴系的动力学特性影响。主要得到一下结论:1.通过MATLAB数值模拟研究船体-油膜-推进轴系耦合系统动力学特性,得到:船舶轴系的振动传递与艉部结构状态密切相关,影响尾轴振动的主要激励频率为低频振动;艉部结构的刚度对耦合系统的振动特性产生影响,刚度的减少导致尾轴最大振幅迅速增加,刚度越低,这种现象更加明显。2.利用频域分析方法研究爆炸冲击对船舶推进轴系的影响,船舶推进轴系在受到爆炸冲击载荷作用时,螺旋桨和尾...
【文章来源】：浙江海洋大学浙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
船舶推进轴系结构示意图
图 1-2 船舶轴系受船体变形影响示意图Fig1.2 Ship shafting affected by hull deformation大型船舶推进系统的是否正常运转直接影响船舶的航行安全，同时船体轴系的正常运转。由船体变形导致的轴承座的偏移、轴承过度负载荷以置扭振变形等问题都会降低船舶推进轴系的工作性能，甚至会导致轴系的损坏[1-5]。尤其当船舶发生碰撞事故以及受到爆炸冲击波的影响时，造成的船体变形会引发主机中曲轴的断裂以及尾轴的变形等问题，因此轴系的安全运行产生影响[6-10]。因此，本文研究船舶推进轴系-船体耦合冲击载荷时，轴系与船体的动力学特性，研究船舶推进轴系在受到冲击时，其响应应特性的变化，为船舶制造行业提供参考。 国内外研究现状.1 船舶推进轴系载荷响应研究船舶推进轴系作为船舶一个重要的动力装置，其安全可靠的运行关乎船安全。在船舶在海洋环境中航行，会受到各种外载荷的作用，进而对推
K 为刚度矩阵；C 为阻尼矩阵；x 是位移矢量；extF 为外加载荷矢量。炸冲击载荷一个瞬间发生的过程，并伴随着大量的能量释放。在会受到很大的压力。爆炸所产生的冲击载荷作为设备究过程中需要比较精确的描述[25]。本节将通过数学公在水下产生大量的气泡，气泡会以很快的速度向外膨，就会形成水下冲击波。在爆炸初始的时候，冲击波后会慢慢减弱。冲击波压力峰值随时间变化示意图如图
【参考文献】：
期刊论文
[1]多轴随机振动疲劳频域方法的研究[J]. 周航博,肖守讷,阳光武. 机械制造与自动化. 2019(01)
[2]冲击下舰载机柜内部冲击环境分析[J]. 吴桐,冯麟涵. 兵器装备工程学报. 2018(10)
[3]船舶推进系统载荷的动力学分析[J]. 张传岗,郭齐,马晓峰. 内燃机与配件. 2018(18)
[4]变冲击面载荷作用下船舶板架结构强冲击响应研究[J]. 范桂杰. 舰船科学技术. 2018(18)
[5]轴系减振器相位角的频域分析提取技术[J]. 张新,宋璇,蒋励. 中国机械工程. 2018(16)
[6]波浪载荷作用下船体大变形对尾轴承负荷的影响[J]. 张圣东,杨秀英,黄强,徐玉红,欧阳武. 船舶工程. 2018(S1)
[7]碰撞船舶的船体损伤对推进轴系的影响[J]. 董良雄,施怡然,杨意. 中国航海. 2018(02)
[8]船舶机械轴系抗冲击能力优化[J]. 陈晓红. 舰船科学技术. 2018(12)
[9]一种舰船轴系滑动轴承阻抗的建模方法[J]. 嵇斗,崔海超,熊义勇,李洋. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(02)
[10]轴系运行工况对轴系-基座-壳体耦合振动影响研究[J]. 蔡耀全,曾凡明,刘金林,刘树勇. 振动与冲击. 2018(04)
博士论文
[1]大型水面舰船抗爆冲击能力分析研究[D]. 姜忠涛.哈尔滨工程大学 2017
[2]复杂转子耦合系统有限元建模及其动力特性研究[D]. 费钟秀.浙江大学 2013
硕士论文
[1]船舶碰撞过程中轴系损伤机理研究[D]. 杨意.浙江海洋大学 2018
[2]船舶轴系—油膜—轴承结构系统模态仿真分析[D]. 陈班班.浙江海洋大学 2018
[3]水轮机组轴系的建模及有限元分析[D]. 刘烨.华中科技大学 2017
[4]舰船设备对安装基础的冲击环境反作用研究[D]. 张晓晖.中国舰船研究院 2017
[5]角接触球轴承结合部动力学建模方法研究[D]. 郑溢.华中科技大学 2015
[6]推进轴系抗冲击性能工程化快速评估方法[D]. 高旭文.哈尔滨工程大学 2013
[7]水下非接触爆炸下船舶损伤模式研究[D]. 刘孝.华中科技大学 2011
[8]典型船用设备与船体结构耦合抗冲击特性研究[D]. 王雷.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3368457
【文章来源】：浙江海洋大学浙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
船舶推进轴系结构示意图
图 1-2 船舶轴系受船体变形影响示意图Fig1.2 Ship shafting affected by hull deformation大型船舶推进系统的是否正常运转直接影响船舶的航行安全，同时船体轴系的正常运转。由船体变形导致的轴承座的偏移、轴承过度负载荷以置扭振变形等问题都会降低船舶推进轴系的工作性能，甚至会导致轴系的损坏[1-5]。尤其当船舶发生碰撞事故以及受到爆炸冲击波的影响时，造成的船体变形会引发主机中曲轴的断裂以及尾轴的变形等问题，因此轴系的安全运行产生影响[6-10]。因此，本文研究船舶推进轴系-船体耦合冲击载荷时，轴系与船体的动力学特性，研究船舶推进轴系在受到冲击时，其响应应特性的变化，为船舶制造行业提供参考。 国内外研究现状.1 船舶推进轴系载荷响应研究船舶推进轴系作为船舶一个重要的动力装置，其安全可靠的运行关乎船安全。在船舶在海洋环境中航行，会受到各种外载荷的作用，进而对推
K 为刚度矩阵；C 为阻尼矩阵；x 是位移矢量；extF 为外加载荷矢量。炸冲击载荷一个瞬间发生的过程，并伴随着大量的能量释放。在会受到很大的压力。爆炸所产生的冲击载荷作为设备究过程中需要比较精确的描述[25]。本节将通过数学公在水下产生大量的气泡，气泡会以很快的速度向外膨，就会形成水下冲击波。在爆炸初始的时候，冲击波后会慢慢减弱。冲击波压力峰值随时间变化示意图如图
【参考文献】：
期刊论文
[1]多轴随机振动疲劳频域方法的研究[J]. 周航博,肖守讷,阳光武. 机械制造与自动化. 2019(01)
[2]冲击下舰载机柜内部冲击环境分析[J]. 吴桐,冯麟涵. 兵器装备工程学报. 2018(10)
[3]船舶推进系统载荷的动力学分析[J]. 张传岗,郭齐,马晓峰. 内燃机与配件. 2018(18)
[4]变冲击面载荷作用下船舶板架结构强冲击响应研究[J]. 范桂杰. 舰船科学技术. 2018(18)
[5]轴系减振器相位角的频域分析提取技术[J]. 张新,宋璇,蒋励. 中国机械工程. 2018(16)
[6]波浪载荷作用下船体大变形对尾轴承负荷的影响[J]. 张圣东,杨秀英,黄强,徐玉红,欧阳武. 船舶工程. 2018(S1)
[7]碰撞船舶的船体损伤对推进轴系的影响[J]. 董良雄,施怡然,杨意. 中国航海. 2018(02)
[8]船舶机械轴系抗冲击能力优化[J]. 陈晓红. 舰船科学技术. 2018(12)
[9]一种舰船轴系滑动轴承阻抗的建模方法[J]. 嵇斗,崔海超,熊义勇,李洋. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(02)
[10]轴系运行工况对轴系-基座-壳体耦合振动影响研究[J]. 蔡耀全,曾凡明,刘金林,刘树勇. 振动与冲击. 2018(04)
博士论文
[1]大型水面舰船抗爆冲击能力分析研究[D]. 姜忠涛.哈尔滨工程大学 2017
[2]复杂转子耦合系统有限元建模及其动力特性研究[D]. 费钟秀.浙江大学 2013
硕士论文
[1]船舶碰撞过程中轴系损伤机理研究[D]. 杨意.浙江海洋大学 2018
[2]船舶轴系—油膜—轴承结构系统模态仿真分析[D]. 陈班班.浙江海洋大学 2018
[3]水轮机组轴系的建模及有限元分析[D]. 刘烨.华中科技大学 2017
[4]舰船设备对安装基础的冲击环境反作用研究[D]. 张晓晖.中国舰船研究院 2017
[5]角接触球轴承结合部动力学建模方法研究[D]. 郑溢.华中科技大学 2015
[6]推进轴系抗冲击性能工程化快速评估方法[D]. 高旭文.哈尔滨工程大学 2013
[7]水下非接触爆炸下船舶损伤模式研究[D]. 刘孝.华中科技大学 2011
[8]典型船用设备与船体结构耦合抗冲击特性研究[D]. 王雷.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3368457
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