大功率復(fù)雜推進(jìn)軸系扭振特性的研究.pdf

1、船舶推進(jìn)軸系是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分,包括從主機(jī)輸出端推力軸承直到螺旋槳之間的傳動(dòng)軸以及軸上的附件。在船舶航行過程中,推進(jìn)軸系受多種復(fù)雜載荷的作用,軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是影響艦船動(dòng)力裝置可靠性的重要因素之一。如果軸系長期工作于危險(xiǎn)的臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi),則可能導(dǎo)致軸系動(dòng)態(tài)性能的下降,產(chǎn)生變形及其疲勞失效,甚至發(fā)生扭斷現(xiàn)象。這些都直接影響船舶航行性能和安全性,所以對軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算的研究具有十分重要的意義。
　　本文在對傳統(tǒng)軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算及

2、船標(biāo)作了詳細(xì)研究和分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合軸系計(jì)算的需求針對大功率復(fù)雜推進(jìn)軸系的特點(diǎn),分別在建模及算法方面進(jìn)行了改進(jìn),并根據(jù)改進(jìn)結(jié)果編制了相應(yīng)的計(jì)算軟件。
　　在建模和參數(shù)確定方面的改進(jìn)包括:提出基于擬定場法計(jì)算不平衡激勵(lì)力矩的方法,不僅解決了調(diào)距槳在變螺距工況下的計(jì)算,而且將船標(biāo)中涉及的螺旋槳激勵(lì)力計(jì)算由葉頻分量擴(kuò)展到了高諧次的分量;細(xì)化了傳統(tǒng)計(jì)算中齒輪箱的建模,不僅計(jì)入了齒輪嚙合剛度的影響,更給出了齒輪嚙合引起的額外激勵(lì)的計(jì)算方法,

3、使得大規(guī)模齒輪箱的建模與實(shí)際情況更吻合;結(jié)合結(jié)構(gòu)力學(xué)與粘性流體力學(xué)理論,推導(dǎo)了帶套管且內(nèi)充液壓油的軸段的等效剛度計(jì)算公式,填補(bǔ)了船標(biāo)計(jì)算的不足。
　　在算法改進(jìn)方面的改進(jìn)包括:根據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)傳遞矩陣法在分支結(jié)構(gòu)計(jì)算中存在易發(fā)生“漏根”的缺點(diǎn),經(jīng)理論分析及算例對比找到了該方法產(chǎn)生漏根計(jì)算的根本原因。并在此基礎(chǔ)上改進(jìn)了傳統(tǒng)的傳遞矩陣法,通過增加判定有效地解決了“漏根”缺陷,并通過某行政船的實(shí)船計(jì)算對比驗(yàn)證了改進(jìn)的有效性。
　　

4、隨后,在前兩項(xiàng)工作的支持下,利用結(jié)合 VB.net與matlab的混合編成方法編寫了適用于任意大型復(fù)雜推進(jìn)軸系扭振計(jì)算的軟件,該軟件發(fā)揮了兩種開發(fā)工具的特點(diǎn),將參數(shù)輸入輸出模塊與計(jì)算核心模塊分離,分別利用VB.net與matlab對其進(jìn)行開發(fā),再通過接口程序?qū)⑵湔系玫阶罱K軟件。這樣做充分發(fā)揮了VB.net在人機(jī)界面處理上的特長及matlab在矩陣計(jì)算方面的優(yōu)勢,不僅保證了輸入輸出效率及界面的友好度,同時(shí)也提高了計(jì)算精度,節(jié)約了計(jì)算資源