基于柔性多體動力學的船用水泵振動特性分析.pdf

1、船用水泵是保證船舶正常航行、滿足船員和旅客生活需要的重要輔機之一。對水泵結構的振動預測是船用水泵設計制造過程中必不可少的步驟，振動強度過大會影響船舶航運的安全性，應用在軍艦上則會降低軍艦的隱蔽性。為了改善船用水泵的振動性能、實現(xiàn)水泵的減振降噪，對其進行振動特性分析是很有必要的。本文以船用二級離心泵為對象，從水泵的動力學建模、動力學仿真、振動特性分析以及振動模態(tài)試驗等方面進行深入的研究。
　　由于船用水泵各零部件聯(lián)接處的剛度和阻尼對

2、水泵的振動影響特別大。首先對船用水泵機械結構的結合部特性進行了理論解析，把結合點等效為彈簧-阻尼單元，從最基本的振動方程出發(fā)，推導出了單平面結合部剛度和阻尼的表達式，建立了水泵結合部的等效動力學模型。推導出了兩子結構剛性結合與柔性結合的方程式，并將識別出的結合部特性參數(shù)融入到方程式中?；谌嵝远囿w動力學的相關理論，利用假設模態(tài)法對葉輪葉片進行離散，得到了葉片的耦合變形式。同時考慮船用水泵關鍵零部件的大范圍運動、構件本身的變形以及耦合變形

3、項，利用拉格朗日方程推導出水泵泵軸組件的柔性多體動力學方程，通過對水泵的運動學變量和柔性變形變量進行耦合求解，最終得到了水泵的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。
　　建立了水泵泵軸組件的三維實體模型，利用有限元軟件對葉輪、泵軸等關鍵部件進行模態(tài)分析并做柔性化處理，導出相關的模態(tài)中性文件。通過導入模態(tài)中性文件，利用多體動力學分析軟件中的柔性模塊，建立了泵軸組件的柔體動力學模型，在柔體動力學模型中施加激勵與輸出響應測試通道，對模型進行動力學仿真和受