本文關鍵詞：船舶推進軸系振動分析研究

  更多相關文章： 軸系振動 理論計算 多體動力學 有限元

【摘要】：軸系作為整個船舶動力裝置的重要組成部分，包括從主機輸出端法蘭到螺旋槳之間的傳動軸、軸承以及聯(lián)軸器等部件，連接著主機和螺旋槳，其在實際工作過程中，會受到各種沖擊載荷和周期激振力的作用，沖擊載荷的作用時間短，其激起的振動往往會因為軸系結構中的各種阻尼作用而迅速衰減，而周期激振力，如主機激勵、螺旋槳激勵等等，因持續(xù)作用于推進軸系，使激起的軸系振動無法迅速衰減，最終將導致推進軸系的穩(wěn)態(tài)振動，如軸系的扭振、縱振和回振等。當這種振動超出軸系結構可接受的安全范圍時，將會引發(fā)軸系結構的各種故障，甚至引起主機機體振動、船體振動等等，這些都將影響船舶的運行效率及安全。因此，開展對船舶推進軸系的振動研究具有十分重要的意義。 本文在軸系振動理論的基礎上，首先利用MATLAB軟件開發(fā)了集軸系扭轉振動、縱向振動和回旋振動計算于一體的軸系振動計算軟件，并通過實例驗證了軟件的正確性，接著利用開發(fā)的軟件對本文研究平臺軸系試驗臺進行扭振、縱振及回振的計算；其次，，根據(jù)軸系試驗臺各零件的圖紙參數(shù)，同時參考實體模型，聯(lián)合三維建模軟件SolidWorks、有限元分析軟件ANSYS及多體動力學仿真軟件ADAMS建立了軸系試驗臺的剛柔混合模型，并基于該模型分別進行了不同工況下的扭振仿真分析，得到軸系的角速度和扭轉角位移幅值曲線，同時對各工況下的扭轉角位移幅值曲線進行了頻譜分析；然后，基于SolidWorks中建立的三維實體模型，在ANSYS中建立了軸系試驗臺回振有限元模型，對其施加約束及模態(tài)分析后，得到其回振固有頻率及振型；最后，將理論計算結果與仿真計算結果進行比較，相互驗證計算結果的準確性并說明采用理論計算方法和利用多體動力學軟件進行扭振分析及利用有限元軟件進行回振分析的可行性。
【關鍵詞】：軸系振動 理論計算 多體動力學 有限元
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景和研究意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 軸系扭轉振動計算9-12
• 1.2.2 軸系縱向振動計算12-13
• 1.2.3 軸系回旋振動計算13-14
• 1.2.4 多體動力學仿真14-15
• 1.3 課題來源15
• 1.4 主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 軸系振動理論16-39
• 2.1 概述16
• 2.2 扭轉振動16-26
• 2.2.1 軸系扭轉振動的簡化模型16-18
• 2.2.2 扭振自由振動計算方法18-21
• 2.2.3 扭振激勵及阻尼系數(shù)21-24
• 2.2.4 扭振強迫振動計算方法24-26
• 2.3 縱向振動26-33
• 2.3.1 軸系縱向振動的簡化模型27-28
• 2.3.2 縱振自由振動計算方法28-30
• 2.3.3 縱振激勵及阻尼系數(shù)30-32
• 2.3.4 縱振強迫振動計算方法32-33
• 2.4 回旋振動33-38
• 2.4.1 軸系回旋振動的簡化模型33
• 2.4.2 回振自由振動計算方法33-37
• 2.4.3 回振阻尼和激勵37
• 2.4.4 回振強迫振動計算方法37-38
• 2.5 本章小結38-39
• 第3章 軸系振動計算軟件開發(fā)39-74
• 3.1 概述39
• 3.2 需求分析及總體方案設計39-41
• 3.2.1 需求分析39-40
• 3.2.2 總體方案設計40-41
• 3.3 軟件開發(fā)關鍵技術41-53
• 3.3.1 軟件開發(fā)平臺41-42
• 3.3.2 子模塊程序框圖42-46
• 3.3.3 界面設計及使用介紹46-53
• 3.4 計算實例53-60
• 3.4.1 扭振計算實例53-56
• 3.4.2 縱振計算實例56-58
• 3.4.3 回振計算實例58-60
• 3.5 軸系試驗臺振動計算60-73
• 3.5.1 軸系試驗臺參數(shù)60-61
• 3.5.2 扭轉振動計算61-65
• 3.5.3 縱向振動計算65-70
• 3.5.4 回旋振動計算70-73
• 3.6 本章小結73-74
• 第4章 軸系振動仿真計算74-96
• 4.1 多體系統(tǒng)動力學理論74-75
• 4.2 軟件平臺及振動仿真分析過程75-78
• 4.2.1 軟件平臺75-76
• 4.2.2 振動仿真分析過程76-78
• 4.3 軸系仿真模型建立78-84
• 4.3.1 多剛體模型的建立78-82
• 4.3.2 柔體模型的建立82-84
• 4.3.3 軸系剛柔混合模型的建立84
• 4.4 軸系的扭轉振動分析84-91
• 4.4.1 添加驅動及載荷84-86
• 4.4.2 仿真結果分析86-91
• 4.5 軸系橫向振動分析91-95
• 4.5.1 有限元模型建立91-93
• 4.5.2 仿真結果分析93-95
• 4.6 本章小結95-96
• 第5章 總結與展望96-98
• 5.1 總結96
• 5.2 展望96-98
• 致謝98-99
• 參考文獻99-101

【參考文獻】

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本文編號：1097234