推進軸系曲線校中和回旋振動的理論研究及程序開發(fā).pdf

1、船舶推進軸系是船舶動力裝置的重要組成部分，推進軸系的可靠運轉(zhuǎn)是船舶安全運行的保障。軸系校中及回旋振動分析是軸系設(shè)計的重要內(nèi)容，針對現(xiàn)有校中方法的不足及提高我國船舶制造水平的需要，有必要改進校中方法并開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軸系校中計算程序及回旋振動計算程序。
　　本文提出了軸系曲線校中的概念，曲線校中后運轉(zhuǎn)中的船舶推進軸系軸線基本是撓度曲線，軸系撓度不是導(dǎo)致回旋振動的因素。曲線校中計算的撓度曲線滿足設(shè)計需要，撓度值及轉(zhuǎn)角值沒有上下限

2、限制，并建議安裝時完全順應(yīng)軸系撓度曲線布置軸承，從而保證軸承比壓均勻，基本消除軸承自身的偏磨。
　　依照軸系曲線校中，通過分析認(rèn)為現(xiàn)有船舶標(biāo)準(zhǔn)CB/Z338-2005對軸頸與軸承孔的相對夾角的限制值—3.5×10-4rad—太大，需要更加嚴(yán)格。
　　為了得到滿足曲線校中設(shè)計需要的撓度曲線以及校中相關(guān)參數(shù)，本文介紹了傳遞矩陣法的基本原理，并闡述了傳遞矩陣法在軸系校中計算中的應(yīng)用。使用傳遞矩陣法在MATLAB平臺上開發(fā)了軸系校中

3、計算程序，并基于該校中計算程序?qū)蓚€軸系算例進行了軸系校中計算，包括軸承變位值、軸承負(fù)荷、軸系負(fù)荷影響系數(shù)、軸承負(fù)荷頂舉系數(shù)及軸系的撓度、轉(zhuǎn)角、彎矩、剪力等參數(shù)的計算，驗證了該程序的計算能力。同時，將計算結(jié)果與其他結(jié)果進行對比，驗證了該程序的準(zhǔn)確性及可靠性。討論了螺旋槳推力、軸線傾斜、軸承跨距及艉管后軸承變位值等因素對軸系校中的影響，為優(yōu)化軸系校中計算及軸系設(shè)計提供了理論支持。
　　本文基于船舶軸系曲線校中的概念，建立了軸系的集總

4、參數(shù)單元-分布參數(shù)單元混合系統(tǒng)模型用于回旋振動計算，在MATLAB平臺上基于Prohl傳遞矩陣法以及Riccati傳遞矩陣法開發(fā)了軸系的回旋振動固有頻率計算程序，并將此程序應(yīng)用到兩個軸系算例，驗證程序的準(zhǔn)確性。本文還討論了軸承剛度、螺旋槳附連水效應(yīng)等因素對回旋振動特性的影響。
　　另外，本文還基于ANSYS及ADAMS軟件對軸系進行了靜力學(xué)仿真及動力學(xué)仿真，為軸系校中計算及回旋振動分析提供了新的驗證思路，并對優(yōu)化軸系設(shè)計、防止軸系