水潤(rùn)滑橡膠軸承摩擦特性及軸系振動(dòng)研究
本文關(guān)鍵詞:水潤(rùn)滑橡膠軸承摩擦特性及軸系振動(dòng)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:水潤(rùn)滑橡膠軸承是船舶推進(jìn)軸系的重要組成部分,橡膠軸承同推進(jìn)軸之間的相互摩擦作用通過軸系激勵(lì)螺旋槳或者通過支承結(jié)構(gòu)激勵(lì)殼體結(jié)構(gòu),引起輻射噪聲。對(duì)于包含水潤(rùn)滑橡膠軸承的推進(jìn)軸系,槳-軸-支承系統(tǒng)的耦合振動(dòng)機(jī)理及規(guī)律復(fù)雜,目前仍未完全明確,主要原因是理論和試驗(yàn)研究仍不是很充分。因此,有必要對(duì)水潤(rùn)滑橡膠軸承的摩擦特性以及摩擦激勵(lì)下的軸系振動(dòng)問題進(jìn)行相關(guān)的理論和試驗(yàn)研究,以此為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)理研究。 本文針對(duì)水潤(rùn)滑橡膠軸承摩擦激勵(lì)與軸系振動(dòng)的問題,主要通過理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,對(duì)水潤(rùn)滑橡膠軸承的固有特性、軸系的固有特性以及軸承摩擦對(duì)軸系振動(dòng)的影響等方面進(jìn)行分析;同時(shí),設(shè)計(jì)橡膠軸承摩擦試驗(yàn)機(jī),進(jìn)行水潤(rùn)滑軸承的摩擦特性試驗(yàn)和摩擦激勵(lì)下的振動(dòng)試驗(yàn)。本論文的主要內(nèi)容包括: 第一章:主要介紹論文的研究背景和研究意義,介紹水潤(rùn)滑橡膠軸承和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)等方面國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和論文的主要研究?jī)?nèi)容。 第二章:首先介紹水潤(rùn)滑橡膠軸承的材料特性和剛度特性,通過有限元方法,計(jì)算水潤(rùn)滑橡膠軸承的靜態(tài)剛度,同時(shí),設(shè)計(jì)相應(yīng)的夾具應(yīng)用壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行軸承剛度試驗(yàn),驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)果顯示了橡膠軸承剛度的非線性特性。 第三章:利用轉(zhuǎn)換矩陣法給出多跨連續(xù)梁和多跨軸的固有特性,包括模態(tài)頻率和模態(tài)振型的求解方法,從而為軸系的彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)固有特性分析提供了理論依據(jù)。為了驗(yàn)證轉(zhuǎn)換矩陣法的有效性和準(zhǔn)確性,本章通過兩個(gè)算例,對(duì)比有限元法和轉(zhuǎn)換矩陣法的分析結(jié)果,確認(rèn)了兩者的一致性。 第四章:介紹水潤(rùn)滑橡膠軸承支承軸系在非線性摩擦和轉(zhuǎn)軸彎扭耦合作用下會(huì)產(chǎn)生自激振動(dòng)。通常所采用的點(diǎn)支承模型,無法用于分析軸承分布支承和軸承傾斜等對(duì)軸系響應(yīng)的影響。因此,本章采用分布式軸承支承模型和速度依賴型Stribeck摩擦模型,利用拉格朗日方程和模態(tài)展開法,建立摩擦激勵(lì)下軸系的動(dòng)力學(xué)模型。通過數(shù)值仿真,研究非線性響應(yīng)同系統(tǒng)物理參數(shù)之間的關(guān)系,并且探討接觸力、轉(zhuǎn)速、軸承傾斜等因素對(duì)軸系響應(yīng)特性的影響。結(jié)果表明在相同的摩擦系數(shù)、接觸力和轉(zhuǎn)速條件下,軸承傾斜會(huì)使軸系更容易產(chǎn)生自激振動(dòng)。 第五章:介紹水潤(rùn)滑橡膠軸承摩擦試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)及工作原理,包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)等部分,并且介紹在該試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的水潤(rùn)滑軸承的摩擦特性試驗(yàn)以及振動(dòng)試驗(yàn),結(jié)果表明軸承材料、加載力的大小和方式、轉(zhuǎn)速等對(duì)軸承的摩擦和振動(dòng)特性具有重要影響。 第六章:對(duì)全文工作進(jìn)行總結(jié),指出論文中存在的不足以及需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容等。
【關(guān)鍵詞】:水潤(rùn)滑橡膠軸承 摩擦激勵(lì) 分布支承 軸系振動(dòng) 摩擦試驗(yàn)機(jī)
【學(xué)位授予單位】:上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TH133.3
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-9
- 目錄9-11
- 第一章 緒論11-19
- 1.1 研究的背景與意義11-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
- 1.2.1 水潤(rùn)滑橡膠軸承研究概況12-14
- 1.2.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)研究現(xiàn)狀14-16
- 1.3 論文主要內(nèi)容16-19
- 第二章 水潤(rùn)滑橡膠軸承特性分析19-33
- 2.1 引言19
- 2.2 水潤(rùn)滑橡膠軸承的材料和結(jié)構(gòu)19-20
- 2.3 水潤(rùn)滑橡膠軸承材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)20-21
- 2.4 軸承剛度有限元分析計(jì)算21-28
- 2.4.1 建立簡(jiǎn)化的幾何模型21-22
- 2.4.2 定義單元類型以及材料模型參數(shù)22-25
- 2.4.3 網(wǎng)格劃分25-26
- 2.4.4 創(chuàng)建接觸26
- 2.4.5 設(shè)置邊界條件26-27
- 2.4.6 求解計(jì)算及結(jié)果分析27-28
- 2.5 軸承剛度試驗(yàn)及驗(yàn)證28-31
- 2.6 本章小結(jié)31-33
- 第三章 多跨連續(xù)軸系的固有特性分析33-45
- 3.1 引言33
- 3.2 多跨連續(xù)梁的彎曲振動(dòng)分析33-39
- 3.2.1 理論模型33-34
- 3.2.2 彎曲振動(dòng)固有特性分析34-37
- 3.2.3 算例分析37-39
- 3.3 多跨連續(xù)軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)分析39-43
- 3.3.1 理論模型39-40
- 3.3.2 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)固有特性分析40-41
- 3.3.3 算例求解41-43
- 3.4 本章小結(jié)43-45
- 第四章 摩擦激勵(lì)下軸系振動(dòng)研究45-63
- 4.1 引言45
- 4.2 分布式軸承摩擦模型45-50
- 4.2.1 摩擦力數(shù)學(xué)模型46-48
- 4.2.2 耦合機(jī)理分析48-50
- 4.3 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型50-55
- 4.3.1 彎曲振動(dòng)50-52
- 4.3.2 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)52-55
- 4.4 仿真分析55-61
- 4.4.1 求解參數(shù)55
- 4.4.2 求解結(jié)果及分析55-60
- 4.4.3 結(jié)論60-61
- 4.5 本章小結(jié)61-63
- 第五章 摩擦試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)63-85
- 5.1 引言63-64
- 5.2 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)要求及目的64
- 5.3 試驗(yàn)臺(tái)總體設(shè)計(jì)64-66
- 5.4 各組成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)66-72
- 5.4.1 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)66-67
- 5.4.2 轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)67-68
- 5.4.3 加載系統(tǒng)68-69
- 5.4.4 潤(rùn)滑系統(tǒng)69
- 5.4.5 測(cè)量系統(tǒng)69-72
- 5.5 進(jìn)行的試驗(yàn)以及數(shù)據(jù)分析72-83
- 5.5.1 試驗(yàn)臺(tái)錘擊法模態(tài)測(cè)試73-75
- 5.5.2 水潤(rùn)滑橡膠軸承摩擦特性試驗(yàn)75-81
- 5.5.3 摩擦激勵(lì)下的軸系振動(dòng)試驗(yàn)81-83
- 5.6 本章小結(jié)83-85
- 第六章 總結(jié)和展望85-87
- 6.1 全文總結(jié)85-86
- 6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新86
- 6.3 研究展望86-87
- 參考文獻(xiàn)87-93
- 致謝93-95
- 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文95
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:水潤(rùn)滑橡膠軸承摩擦特性及軸系振動(dòng)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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