基于连续-离散混合模型的船舶推进轴系纵向振动动力吸振分析

发布时间：2024-04-28 05:08

　　以直接传动形式的船舶推进轴系为研究对象,基于连续-离散混合模型,开展推进轴系纵向振动动力吸振设计分析。采用直接法和模态叠加法计算比较推进轴系在螺旋桨脉动推力下的频率响应,识别出第1阶模态是优势模态。结合Lagrange方程和模态展开定理推导出推进轴系连续-动力吸振器离散混合模型的动力学方程,采用动力调谐优化方法对动力吸振器进行优化设计,在优化状态下讨论动力吸振器的控制效果和参数影响规律。分析结果表明:动力吸振器安装位置应尽可能接近螺旋桨端,以减小动力吸振器动力参数值;第1阶共振线谱的减振效果与动力吸振器安装位置无关,仅取决于其质量比。

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【部分图文】：

图1推进轴系结构模型

直接传动形式的船舶推进轴系由螺旋桨、艉轴、中间轴、推力轴、支撑轴承、推力轴承及其基座等结构组成（见图1），为减小其的质量，将其设计为空心轴。该推进轴系相关参数见表1。螺旋桨质量（含附连水）占推进轴系总质量的比例较高（接近60%），通常关注其惯性特性，而当前有关弹性特性的研究还不充....

图2推进轴系-动力吸振器混合动力学模型

动力吸振器安装在传动轴上。由于轴系是转子，动力吸振器结构必须满足径向固定和轴向弹性固定的安装条件，以实现轴系纵向振动向动力吸振器转移。动力吸振器由质量、弹簧和阻尼3个机械元件组成，具有典型的离散系统特征，采用集中参数模型建模；推进轴系是连续系统，采用分布参数模型建模。两者构成由连....

图3推力轴承处频率响应的直接法与模态叠加法计算结果比较

从模态参与度方面看，在低频域内，推进轴系纵向振动第2阶及以上高阶模态的参与因子都很小，表明较难被螺旋桨激振力激发，以致对振动响应的贡献很小，这从定量上证实第1阶模态是优势模态，是推进轴系纵向振动控制的对象。3推进轴系纵向振动动力吸振分析

图4推进轴系-动力吸振器混合系统等效模型

观察式（18），形式上是两自由度系统的振动方程。这样，推进轴系-动力吸振器混合系统即转化为以推进轴系纵向振动第1阶模态为主振系的两自由度等效系统（见图4）。由式（18）可知，动力吸振器安装位置点推进轴系的等效质量、等效刚度和等效外载荷分别为

本文编号：3966211