舰船柴油机曲轴轴系多体动力学仿真

柴油主机是舰船动力推进系统中的重要组成部分,对柴油主机的曲轴轴系进行多体动力学仿真分析可以精确求解轴系的动态和静态响应,对优化船舶柴油主机的性能和结构有重要的价值。本文系统介绍多体动力学理论,建立船舶柴油机曲轴轴系的动力学分析模型,并结合有限元分析软件Ansys方法对曲轴轴系的强度进行计算和仿真分析。     

基于ADAMS的柴油机曲轴仿真分析

为研究柴油机曲轴在正常工况下载荷的变化规律,建立柴油机曲轴轴系动力学仿真模型,并通过曲轴的模态分析得到曲轴的柔性体模型,通过试验测量瞬时转速与仿真结果对比,验证仿真模型的准确性,在此基础上对柴油机曲轴进行模拟仿真分析,得到曲轴载荷变化的一些规律。     

船舶柴油机曲轴动态强度分析

为准确分析二冲程船舶柴油机工作时曲轴的动态特性,结合Pro/E 3D软件和ANSYS软件对船舶柴油机曲轴、轴承、活塞、连杆等部件进行三维实体有限元建模,采用子结构法对其进行结构缩减,并将结果文件导入EXCITE软件中,建立整个船舶柴油机的轴系非线性多体动力学模型。采用该模型对曲轴进行一个循环的多体动力学计算。将计算结果恢复到曲轴实体有限元精细模型,进行正常工况下曲轴在一个循环内的动应力计算。结果表明,与单体曲轴强度分析方法相比,采用非线性多体动力学方法可获得更接近实际的曲轴载荷的边界条件,提高了船舶柴油机曲轴动态特性计算精度。     

摆盘式发动机轴系扭转振动控制建模研究

船舶发动机主轴在正常运行过程中,不仅要受到周期性的转矩和载荷的作用,而且还要受到船体自身的震动以及发动机的震动,因此,船舶发动机曲轴受力状况非常复杂。为了提高船舶摆盘式发动机轴系的使用寿命,本文结合多体动力学理论,采用数学分析的方法系统地研究了船舶摆盘式发动机轴系的振动特性,建立了摆盘式发动机曲轴轴系的振动模型,有重要的轴系设计指导价值。     

大型船舶推进轴系扭振特性仿真和试验

基于多体动力学耦合理论结合有限元理论,以1艘大型船舶为研究对象,建立其推进轴系的刚柔耦合多体动力学仿真模型,对大型低转速推进轴系在工作中的扭振特性进行研究。在仿真计算的基础上,利用扭振测试系统对实船的扭振进行测量,并从多个谐次将轴系扭振的仿真计算值与试验测量值进行对比和分析。分析结果表明,通过仿真计算得到的轴系扭转振动变化趋势与实际测量值基本相符,验证了仿真模型的正确性和可行性。同时,通过Adams/Virbration模块分析了船体变形对轴系扭振的影响,证明了船体变形会导致轴系扭转振动增大。     

基于ADAMS的发动机曲轴系动力学仿真

建立包括柔性曲轴、活塞组、连杆组及飞轮在内的某型发动机刚柔体混合动力学仿真模型,在1 500 r/min工况下,对发动机进行刚柔体混合动力学仿真,得到了发动机的曲柄销负荷、活塞销负荷及最大动态应力等仿真结果.     

燃机快速并车过程的冲击载荷特性分析及实验研究

[目的]为了获取燃燃联合动力(COGAG)装置在快速并车解列过程中的冲击载荷及轴系动态响应,提出一种理论计算方法.[方法]根据同步自动换挡(SSS)离合器啮合过程中各部件的力学关系,建立离合器的动力学分析模型,并开展燃燃联合动力装置并车过程的动力学仿真和台架实验.[结果]仿真结果表明:在阻尼油腔作用的时刻,离合器螺旋花...     

船舶柴油机曲轴三维实体动力学仿真

曲轴是船舶柴油机的重要组成部件,通常对曲轴的研究是在静力学基础上对曲轴的应力等进行分析,有一定的局限性。本文以6E300DC型号的船用柴油机曲轴为例,采用CAXA软件进行三维实体建模,并导入ADAMS中进行仿真研究,通过添加约束、载荷,对曲轴进行动力学仿真计算,其研究结果对柴油机曲轴的动态性能及优化设计有一定的参考价值。     

Long marine shafting alignment and optimization considering propeller hydrodynamic force in wake field北大核心CSCD

[目的]针对计入螺旋桨水动力的舰船轴系校中计算,传统方法通常容易忽略船体伴流场的影响,使得螺旋桨水动力计算的结果与真实值之间存在较大偏差,从而导致轴系校中精度下降。[方法]以某舰船长轴系为对象,建立桨-轴-船一体化有限元模型及其伴流场流域模型,利用CFD数值仿真的叠模方法计算螺旋桨水动力;采用流固耦合法将流体计算结果作用于螺旋桨表面,进行轴系校中计算,并得到螺旋桨水动力对轴系整体挠曲线及各轴承状态参数的影响规律。在此基础上,引入多目标优化算法开展轴系多目标优化校中,来解决轴系末端四套轴承间载荷差值过大的问题。[结果]考虑螺旋桨水动力后,轴系尾部挠度变化减小,越靠近螺旋桨处的轴承其载荷所受影响越大,载荷值随进速系数的增大而减小;对比多目标优化前后的轴系校中状态,轴系各轴承之间的载荷差值明显减小,轴系运行状态得到改善。[结论]所提方法提高了计入螺旋桨水动力的轴系校中计算精度,可为轴系校中质量的提升提供参考。     

船用柴油机曲轴疲劳分析

随着计算机技术的发展,计算机辅助工程(CAE技术)在产品的设计中已经大量地使用,其中有限元技术已经成为一种不可或缺的分析工具。本文采用动力学仿真软件ADAMS结合疲劳分析软件MSC.Fatigue对曲轴的疲劳寿命进行评估,先利用动力学仿真软件ADAMS计算得到曲轴载荷谱,然后基于有限元分析结果的对曲轴进行疲劳计算分析。     

齿式离合器接合过程动态特性的仿真研究

为得到大功率低速离合器轮齿在轴向接合过程中的动态冲击载荷,进而为强度分析提供依据,首先以存在转速差和轴向相对运动的内啮合齿轮副作为研究模型,采用系统动力学分析软件ADAMS分析了轮齿接合过程的动态特性,给出了完整接合过程的动态扭矩、轴向力和转速等关键参数,结果显示存在转速差和轴向相对运动的齿轮副在接合过程中产生较大的轴向力和扭矩冲击值,并且轮齿转速差、接合速度和轴向推力等参数对冲击载荷具有较大影响;以存在锁止角的锁销和摩擦片联动为主要研究对象,分析了锁销及摩擦片接合过程的动态特性,给出了完整接合过程的动态扭矩、轴向力和转速等关键参数,结果显示锁销及摩擦片在该联动过程中产生较大的轴向力和扭矩冲击值.该结果可为相关离合器的设计提供依据.     

负荷突降工况柴油机曲轴应力多柔体动力学分析

通过仿真试验对负荷突降和转速上升2种工况下曲柄销中心和主轴颈中心处的应力情况进行定量分析,并对应力图谱进行分析。利用Pro E软件对柴油机运动部件进行三维建模,并对其进行组装配置。基于有限元软件ANSYS建立曲轴的三维模型,对曲轴的模态进行分析,进而形成曲轴的多体动力学模型。利用ADAMS平台建立柴油机运动模型,通过施加约束、运动和载荷,最终形成柴油机的虚拟样机试验平台,得到相应工况下的应力图谱,并加以分析。     

基于ADAMS的小齿轮齿条动力学仿真分析

利用UG建立小齿轮齿条的三维实体模型,以PARASOLID格式导入到ADAMS中,通过施加约束、驱动,并联合自编译的小齿轮啮合力计算子程序,建立小齿轮齿条动力学模型。通过分析小齿轮角速度、齿条输出速度、接触力、摩擦系数、摩擦力和渗透深度随时间的变化规律,揭示接触力周期性变化、接触力峰值与啮合刚度、啮合冲击间的关系。     

柴油机选择性催化还原后处理系统建模

采用计算流体动力学（CFD）与化学反应动力学结合的方法，建立了柴油机尿素选择性催化还原排气后处理系统的三维数值模型，包括尿素水溶液蒸发及热解、催化还原化学反应等过程。在该模型基础上计算研究了1600r／min不同负荷（33％，49％，72％，100％）条件下SCR后处理系统的特性。结果表明模拟与试验结果吻合较好。通过不同结构形式的对比计算，提出了该系统的改进方案。     

耙吸式挖泥船耙吸管系统的受力分析及仿真研究

为预测耙吸式挖泥船远海施工时耙吸管系统在非静态环境中的多体动力学行为,要求准确分析作用在该系统上的力。详细讨论了主要作用力:在波浪补偿器作用下的缆绳拉力、耙头与海床间的土壤剪切力、作用在耙吸管上的水流阻力及由于压力差在耙头处产生的推动力等。并以耙吸式挖泥船为例,根据得出的作用力数学模型,建立了基于ADAMS动力学分析软件的仿真模型进行验证。仿真结果与实际施工情况非常吻合。     

干船坞气控卧倒门的仿真模型

深入了解干船坞气控卧倒门系统的动态特性,以便缩短坞门的设计周期,节约试验费用;运用机械系统动力学自动分析软件ADAMS,建立了干船坞气控卧倒门系统的动力学仿真模型。通过对仿真模型的运行表明:用所述的仿真模型研究干船坞气控卧倒坞门系统的动态特性是完全可行的。     

基于ADAMS的G6400ZC型柴油机的曲轴-连杆-活塞运动学和动力学仿真

运用UG／ADAMs软件对G6400ZC型柴油机的主要运动部件进行运动学和动力学仿真，通过仿真得到主要运动部件的运动学和动力学特性，仿真结果和理论计算结果吻合。由此可以得出，通过计算机模拟仿真的手段对柴油机的运动过程、受力情况进行分析是切实可行的。     

基于ADAMS的水下扩展机构动力学仿真

为了分析水下扩展机构在不同驱动条件下的动态响应特性，本文建立了水下扩展机构的运动学模型和动力学模型，并利用ADAMS进行动力学仿真。通过仿真得到了水下扩展机构分别在恒速驱动与恒力驱动下，扩展臂的运动参数动态响应曲线，以及机构组成杆件运动副处的约束力随时间变化曲线。结果表明：在恒速驱动下，机构运动时间较长，到位时角速度较小机构能快速稳定；在恒力驱动下，机构动作较为平稳且运动时间短，但角加速度变化复杂，到位时角速度较大，到位后有震荡运动产生。本文的研究为后续驱动控制系统的设计提供理论基础，具有重要的工程实际价值。