基于有限元和多體動(dòng)力學(xué)某船推進(jìn)系統(tǒng)振動(dòng)特性仿真分析.pdf

1、船舶推進(jìn)系統(tǒng)是整個(gè)船舶動(dòng)力裝置的最重要系統(tǒng)之一,其性能及其可靠性直接關(guān)系到船舶航行的安全性。近年來船舶向大型化、高效化等方向發(fā)展,對(duì)船舶推進(jìn)系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。因此研究船舶推進(jìn)系統(tǒng)的振動(dòng)特性對(duì)提高其可靠性,減小并控制其振動(dòng)都有重要意義。本文以某25000噸化學(xué)品船推進(jìn)系統(tǒng)為研究對(duì)象,分別研究了其固有振動(dòng)特性和外載荷下的強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)。主要包括了以下內(nèi)容;
　　首先,建立了該船推進(jìn)系統(tǒng)的全軸系三維有限元模型,基于有限元方法對(duì)

2、其進(jìn)行了計(jì)算模態(tài)分析。得到其固有頻率和固有振型。分析得出該船推進(jìn)系統(tǒng)的一階模態(tài)頻率可能引起共振現(xiàn)象,對(duì)應(yīng)主機(jī)轉(zhuǎn)速為52.2r/min。船舶推進(jìn)軸系以彎曲變形為主,并且彎曲變形最大的部位出現(xiàn)在螺旋槳和艉軸處。
　　其次,根據(jù)該船船推進(jìn)系統(tǒng)的布置參數(shù),建立了包含主機(jī)、軸系、螺旋槳等部件的船舶推進(jìn)系統(tǒng)非線性多體動(dòng)力學(xué)模型,各體單元間采用非線性彈簧阻尼單元連接,加載了主機(jī)燃?xì)鈮毫吐菪龢ふ窳?仿真計(jì)算分析了該船推進(jìn)系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)

3、響應(yīng)。對(duì)曲軸、軸系和螺旋槳的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了分析,得到以下結(jié)論:
　　1、曲軸相對(duì)最大扭轉(zhuǎn)角位移為0.013rad,曲軸縱向振動(dòng)為周期性伸縮振動(dòng),由曲軸輸出端到自由端逐漸增強(qiáng),自由端縱向振動(dòng)最大位移值為8.35mm。彎曲振動(dòng)相對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和縱向振動(dòng)較弱,其最大彎曲變形位移為0.68mm。四缸發(fā)火時(shí),曲軸三維耦合振動(dòng)最為強(qiáng)烈。
　　2、推進(jìn)軸系水平方向的位移響應(yīng)呈正負(fù)規(guī)律交替,豎直方向由于軸系自身重力的原因,位移相應(yīng)基本都為負(fù)值,