本文關(guān)鍵詞：艦船推進(jìn)軸系抗沖擊分析研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《武漢理工大學(xué)》 2006年

艦船推進(jìn)軸系抗沖擊分析研究

李增光  

【摘要】：艦船及其機(jī)電設(shè)備在服役期間必然面臨沖擊環(huán)境。艦體及艦船機(jī)電設(shè)備如何抗擊各種沖擊載荷的作用,是海軍和艦艇設(shè)計(jì)師所十分關(guān)心的問題。艦船推進(jìn)軸系是艦船動力系統(tǒng)的重要組成部分,它由主機(jī)輸出端直至螺旋槳之間的傳動軸及軸上附件所組成。軸系在沖擊載荷下的位移響應(yīng)、軸承座應(yīng)力以及軸段應(yīng)力的大小直接關(guān)系到艦船動力系統(tǒng)的可靠性和安全性。因此,艦船推進(jìn)軸系抗沖擊性能研究對國防建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文系統(tǒng)地研究了抗沖擊分析理論,建立了艦船推進(jìn)軸系抗沖擊計(jì)算模型,分析了建模應(yīng)考慮的幾個(gè)因素,建模研究在此基礎(chǔ)上深入到動態(tài)和非線性領(lǐng)域。再者,基于LMS測試系統(tǒng)搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了建模理論。最后,根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果對工程實(shí)例提出修改方案,并基于遺傳算法對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體研究工作包括: (1)系統(tǒng)地闡述了水下爆炸理論、艦船結(jié)構(gòu)在水下爆炸載荷下動響應(yīng)的流固耦合理論、艦船推進(jìn)軸系抗沖擊計(jì)算有限元建模理論以及動力學(xué)計(jì)算方法,并提出“大質(zhì)量”模型,它適合于求解在各軸承基礎(chǔ)載荷不同時(shí)的軸系沖擊問題。 (2)以×××艦(A艦)推進(jìn)軸系為研究對象,從理論上論述了軸系上大轉(zhuǎn)動慣量部件、軸承支承和軸承間隙的建模方法,并通過數(shù)值計(jì)算深入分析了三種因素對艦船推進(jìn)軸系抗沖擊建模的影響。 (3)根據(jù)軸系工作實(shí)際,進(jìn)一步從理論上分析在考慮軸系轉(zhuǎn)速、螺旋槳推力和幾何非線性等因素時(shí)的軸系建模方法,并結(jié)合×××艦(B艦)推進(jìn)軸系計(jì)算結(jié)果,分析了它們對軸系沖擊響應(yīng)的影響。 (4)以實(shí)際軸系為實(shí)驗(yàn)對象,通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)測定軸系的動態(tài)特性參數(shù),根據(jù)有限元理論建立模型并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算;然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果基于模型修正思想修正和驗(yàn)證有限元模型。 (5)根據(jù)沖擊位移響應(yīng)結(jié)果提出B艦推進(jìn)軸系初步改進(jìn)方案,并進(jìn)行強(qiáng)度校核。然后,根據(jù)艦船設(shè)備抗沖擊設(shè)計(jì)的目的,嘗試性地以沖擊載荷作用階段內(nèi)各軸承儲存勢能最大為目標(biāo)函數(shù),基于遺傳算法對B艦推進(jìn)軸系進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 這些進(jìn)一步完善了艦船推進(jìn)軸系抗沖擊計(jì)算分析理論模型,為推進(jìn)軸系的仿真計(jì)算、沖擊響應(yīng)預(yù)估、減振隔沖設(shè)計(jì)等提供理論指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：U664.21
【目錄】：

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