管路阀组结构制造工艺参数的振动特性影响

选取实船液压管路的阀组单元为研究对象,利用有限元软件Ansys建立阀组结构模型,计算阀组单元结构在不同频率载荷激励下的振动响应频谱阀,分析安装间距、阀架阀臂长度、斜撑位置、隔振器安装等制造工艺参数对其声学性能的影响。建立实船、优化以及改进阀组结单元的试验室结构系统,并利用激振器对结构白噪声激励得到仿真计算测点的振动响应频谱,将仿真与试验测试结果的响应频谱进行对比分析。结果表明阀组架臂长对结构振动特性影响较大,相较原始阀组单元加装隔振器的改进阀组单元的结构插入损失高于10 dB,振动特性有明显改善。     

船用多执行器负载敏感系统仿真

为降低主阀压差过大带来的压力冲击和节约能耗,对某船用多执行器定压系统进行改进,采用了负载敏感系统。在AMESim仿真环境中对改进前后的系统进行了仿真对比。结果表明,在相同的工况下,改进后的系统主阀压差和系统能耗较改进前大为降低。     

某高速减速器试验台架振动过大问题分析

某高转速减速器试验台架在额定转速下运行时振动过大,存在明显共振现象。通过振动测试,得到试验台架各主要传动部套的振动速度频谱图,发现造成台架各部套特别是试验对象的振动过大的频率值不属于台架各旋转轴的工作转频。针对此频率的出现,本文借助有限元软件对试验台架部分组成部套的固有频率进行计算,确定了此频率作为共振频率出现的原因,进而根据计算结果提出了台架整改意见,有效解决了试验台架振动过大的问题。     

低噪声控制阀优化设计及试验验证

控制阀在舰船管路系统中运行时受流体激励产生振动噪声,抑制阀门节流口空化及降低阀内流动脉动是低噪声控制阀设计的关键。该文基于计算流体动力学方法,以某型分层迷宫式控制阀为对象,进行了低噪声的优化设计。优化设计方案采取了一系列有利于抑制空化、均匀流场并降低流动脉动措施,包括应用双层渐变开孔阀套、入流整流装置、阀芯吸振装置、出流导流装置等。优化设计方案的流动计算分析结果表明,优化设计方案有利于降低振动噪声源。通过对普通控制阀、分层迷宫式控制阀和新型低噪声控制阀台架试验对比结果表明,相同水力状态下新型低噪声控制阀水动力噪声、振动响应和空气噪声皆显著降低,优化设计方案得到了试验验证。     

小型汽轮机调节汽阀振动分析与改进研究

针对某小型发电用汽轮机调节汽阀在低负荷工况下出现的汽流噪声和振动问题,研究分析了问题产生的原因,采取了加装调节汽阀保护套的现场解决措施,并进行了试验验证,同时从改进调节汽阀结构和装配工艺方面提出了进一步的优化解决方案。     

滚动轴承裂纹故障仿真及验证

为了研究滚动球轴承内圈/外圈发生裂纹故障时的故障机理及振动特性,需对滚动轴承裂纹故障进行仿真研究。通过研究建立了轴承内圈裂纹故障激励的非线性模型,在模型中充分考虑了滚道表面波纹对接触刚度和位移的影响、裂纹缺陷对故障激励力的影响。在此基础上建立轴-滚动轴承-轴承座系统振动模型,并进行了动力学仿真分析。经与台架试验结果进行对比分析,仿真结果可以较好地反映轴承故障的机理,验证了滚动球故障动力学建模的合理性和正确性。     

区域冷却系统流量平衡技术

针对船舶区域冷却系统的变流量特性,引入区域冷却系统流量平衡技术,给出了一种利用静态平衡阀和流量调节阀进行静态、动态水力平衡的控制方法和控制策略。结合某船情况,进行区域冷却系统设计,针对典型区域,进行区域冷却系统仿真计算,确定管网调节部件的关键参数。搭建区域冷却系统典型试验台架,对典型管路开展水力平衡控制试验,验证流量平衡控制的有效性和系统设计方法的正确性。     

船舶高压SCR系统设计及结构可靠性验证

基于MAN-ES船舶主机参数,自主开发了船舶废气高压SCR系统,对系统设计原理、组成、流程及关键设备进行阐述。搭建了全尺寸高压SCR试验台架,对其进行力学分析及校核,并通过模拟仿真及振动试验测试手段,验证系统结构可靠性。结果表明,系统设计可满足主机排气相关作用力的影响;SCR运行时,会增加主机振动响应,尤其是主机在25%负荷下,其测试位置处的振动响应达最大值25.77 mm/s,增幅约为30%;主机在100%负荷下,反应器横向振动响应达最大值11.47 mm/s;尿素增加对系统振动影响可忽略。     

某型柴油机台架扭转振动问题实验研究

以某型柴油机台架为研究对象,开展柴油机台架扭振理论计算及试验研究,获取柴油机扭振特性,对厂家所提供的当量参数进行校核并通过实验验证。对台架轴系中所使用的双排或多排橡胶高弹性连轴器的扭振模型简化方法进行理论和实验的对比,提出了简化方法建议。对该实验台架的扭转振动特性进行了详细的理论研究并通过实验验证了理论研究的正确性,同时提出了针对于该实验台架的扭转振动共振问题规避措施的建议。     

基于有限元的轴系回旋振动响应计算及试验

为更好地了解轴系振动对舰船声辐射的影响,以某台架轴系为研究对象,基于Workbench软件建立仿真分析,对轴系回旋振动涡动频率及响应和轴系振动对轴承基座的影响进行研究。研究表明,有限元法计算所得回旋振动的固有频率与传统的传递矩阵法结果一致。通过轴系激励力的分析,给出有限元法回旋振动响应的分析方法,获取轴系振动的位移响应。提取轴承处频域激励力施加于尾轴承上,得到尾轴承基座上点的振动响应加速度。设计台架测试方案,通过试验验证轴系振动的位移响应和轴承基座振动加速度响应计算的正确性。基于有限元的轴系回旋振动涡动频率及响应提出的计算方法,可为推进轴系振动对舰船声辐射的研究提供一定的理论指导。     

船用离心泵改进的CFD方法研究

在工程实践的基础上,通过对振动测试数据的分析,提出了造成某船用离心泵振动偏大的可能原因。基于CFD数值模拟分析方法,对该泵进行改进设计。改进方案的CFD数值模拟分析结果表明,泵内流体流动比较均匀,在设计工况下的运行状态良好。改进后样机的水动力性能满足技术要求,振动水平大幅下降。     

涡流发生器在民船减振上的应用研究

介绍了船用涡流发生器在改变船艉部流场、降低某多用途船船体振动方面的成功应用.在大型循环水槽中进行了涡流发生器的优化试验研究,并进行了相关的理论分析.模型试验结果表明,合适的涡流发生器能降低螺旋桨空泡诱导脉动压力的一阶叶频分量20% ～ 30%,二阶叶频分量超过50%.实船试航结果表明,在船体艉部安装优选的涡流发生器能够降低船体振动20% ～60%.     

船舶海水系统阀门压差对噪声特性的影响仿真研究

阀门噪声是舰船系统噪声的重要来源.阀门噪声主要包括振动噪声、气蚀噪声以及流噪声.在阀门前后压差较大时,流噪声的影响更为突出.使用CFD技术和声学数值计算方法,分别在阀门前后压差1.8 MPa,1.0 MPa以及0.6 MPa三种工况下进行声学计算,对计算结果进行对比,验证通过降低阀门前后压差来降低阀门噪声的有效性.     

4500 CDWT化学品/成品油船设计问题的实船治理

针对4 500 CDWT化学品/成品油船运营中出现船尾振动剧烈、航速低、与设计航速相差甚远等诸多问题,进行实船治理。在尽可能减少改造成本的基础上,通过修改型线设计和CFD计算分析,选定优化设计的双尾船型对该船进行改造,改造仅局限于船尾机舱段设计吃水线以下部分。该治理方案达到了预期理想的设计效果,同时也满足了最经济的治理成本,可为出现类似问题的船舶提供宝贵的实船治理经验。     

低噪声迷宫式控制阀设计原理及数值分析

在舰船水管路系统中,采用控制阀进行管路系统阻力匹配设计并实现低噪声配置。控制阀在水力激励下形成振动噪声并通过管路传递形成船外辐射噪声。为降低管路系统振动及船外辐射噪声,有必要进行低噪声控制阀的设计研制。该文提出了控制阀水力及声学设计方法,采用流体动力学数值方法进行了低噪声控制阀原理分析,验证了分流、多级和迷宫拐角式低噪声设计原理。基于低噪声设计原理设计了包含上层穿孔、中层多迷宫流道和下层少迷宫流道三部分重叠形成的阀套流通结构的分层迷宫式控制阀。阀内流场分析结果显示:阀套出流不均匀形成高速低压区域,易发生空化增大噪声;阀套腔体和阀套沿出流方向出口处形成大尺度漩涡结构,为主要噪声源区域。     

轴向板条对海洋立管涡激振动抑振的数值研究

涡激振动是一种在海洋工程领域普遍存在的流固耦合物理现象,易导致海洋立管等结构物发生疲劳损伤或失稳。本文为抑制涡激振动而提出一种附加轴向板条的方案,采用非定常流体数值计算方法求解分析不同分布形式下的轴向板条对海洋立管涡激振动特性的影响。首先定义轴向板条的分布形式;采用Newmark-β法求解立管双自由度振动方程并编写UDF,计算采用k-ω/SST湍流模型,并结合动网格技术模拟立管的振动过程。研究结果表明,轴向板条对海洋立管具有较好的抑振效果;当轴向板条数目n=20时,流向振动幅度减小78.57%,横向振动幅度减小58.10%。本文研究结果可为海洋结构物涡激振动的抑振提供参考。     

基于Fluent软件的大流量液压锥阀流场的数值模拟

液压锥阀作为液压系统的主要控制部件,阀内流场直接影响阀的工作性能.本文采用基于有限体积法的CFD软件对液流在大流量液压锥阀内部的运动流场进行数值模拟,给出了锥阀内部流场的迹线、压力及速度分布图并分析了开口度及流量的影响,研究结果对工程中大流量液压锥阀的性能评估及结构进一步优化具有一定的理论指导意义.     

潜艇均衡系统自流注水调节阀稳态噪声试验研究

本文模拟建立了潜艇均衡系统自流注水试验系统,对不同假海压力、不同系统流量、不同出口背压及串联2台调节阀时自流注水稳定过程振动噪声进行研究。结果表明:潜艇均衡注水振动噪声随着假海深度的增大而增大;空气噪声随流量调节阀开度的增大而增大,在流量调节阀开度为60°-70°之间,振动加速度及水动力噪声产生峰值;在出口背压为0-0.5 MPa之间时,振动噪声值均大于无背压状态,峰值为0.2 MPa;串联2台流量调节阀可大幅降低自流注水振动噪声。