轴系校中参数与轴系振动特性相关性仿真研究

轴系安装工艺参数与轴系振动特性相关性规律研究具有重要的工程应用价值。以典型舰船轴系为研究对象,通过有限元法分析轴系纵向、横向振动模态,开展轴系在典型工况螺旋桨叶频激励下的振动响应分析。在此基础上,定性分析轴系校中工艺参数对轴系振动特性的影响规律。结果表明:轴系横向振动加速度级明显大于纵向振动加速度级幅值,横向振动位移呈现出从尾至首的递减规律,现行的轴系直线校中验收指标已较为严格,轴系法兰、离合器的偏移曲折对轴系振动特性影响十分有限。     

不同校中状态对某轴系回旋振动的影响研究

轴系的回旋振动是影响船舶安全、稳定和持续运行的重要因素之一。本文以某轴系试验平台为对象,研究不同校中状态对其回旋振动的影响。根据该轴系试验平台的实际尺寸建立其有限元模型,以此为基础进行直线校中计算。以艉轴承上负荷最小为目标函数,采用IWO算法进行轴系双向优化校中,使得轴承位置优化后艉轴承上负荷明显减小。基于轴承支撑结构,运用雷诺方程计算轴承支撑油膜压力分布及其刚度特性,依此建立ANSYS计算的轴承支撑模型,计算和对比该轴系试验平台的不同校中状态对其回旋振动的影响,为在优化轴系校中过程中减小轴系回旋振动提供了一定的理论支撑。     

传递矩阵法在轴系校中计算中的应用

船舶轴系合理校中对保证轴系长期可靠运转及为重要。运用传递矩阵法进行船舶轴系合理校中计算，克服了传统三弯矩法繁杂、麻烦、精度低的缺点、文中通过实船轴系校中两种方法比较，说明应用传统矩阵法先进、合理。     

考虑减轻轴系弯曲振动的船舶轴系双向校中优化

轴系校中不良会引发轴系受力不均及轴系振动,从而导致轴件磨损、零部件松动、轴杆断裂等问题,将考虑减轻轴系弯曲振动计入轴系校中优化进程,对提高轴系校中质量和运转性能具有重要意义。本文在常规轴系合理校中的基础上,综合运用奇异函数、传递矩阵法及雷诺方程,将各轴承处振动传递功率流作为优化目标之一计入了校中计算,并以某船舶推进轴系为例,利用Isight优化软件和Matlab组件联合编程仿真,对轴系各轴承位置进行了双向校中优化。研究结果表明,该方法能有效优化各目标函数,优化后推进轴系尾后轴承负荷降低、各轴承负荷分配更为合理,同时轴系的振动特性也有所改善,达到了更优的校中效果,验证了该方法的合理、有效性。     

船舶推进轴系校中计算中轴承油膜的影响分析

针对船舶推进轴系校中计算问题，提出了校中计算的有限元模型和考虑油膜作用的非线性轴承支承模型。在此基础上，结合具体工程实例通过数值计算确定了尾管轴承支反力的位置，讨论了油膜对轴承反力分布的影响。该方法有利于更准确地确定轴系在运行过程中轴线空间位置，对工程实际具有一定指导意义。     

轴系整体减振系统横向低频振动传递特性研究

为降低螺旋桨传递至艇体的振动,利用轴系整体减振系统对各轴承及主辅机进行弹性支撑,通过改变桨-轴-艇体的振动传递路径使振动能量衰减,从而实现减振降噪的目的。提出了轴系整体减振系统的概念,建立了桨轴系统的力学模型,采用解析法和有限元法分析了系统横向振动的动态特性。以轴承处位移响应和力传递率为指标,对比分析了传统支撑和弹性支撑两种不同方式的隔振效果。结果表明,轴系整体弹性支撑下的轴承处位移响应小于传统支撑方式,在15～100 Hz内整体弹性支撑方式的隔振效果提高了10.9 dB,低频减振效果明显,验证了整体减振系统设计方法的可行性,为潜艇艉部耦合系统减振降噪的设计提供了一种新方法。     

考虑船舶轴系校中与弯曲振动的轴承优化布置

船舶在航行过程中,螺旋桨所受到的激振力通过船舶轴系传递给船体并引起尾部振动和噪声,给船舶的乘坐舒适性和安全性带来危害。本文利用传递矩阵法分别建立船舶轴系校中数学模型和弯曲振动数学模型,并使用拟定常法得到螺旋桨叶频和二倍叶频的激励力幅值比值,成比例输入到轴系系统当中,设置轴承间距和轴承标高为变量,以尾轴后轴承受力幅值最小为目标函数。在满足船舶轴系校中标准下,对轴承位置的轴向和径向进行双向优化,得到实例的最优布置方案,通过比较优化前后的尾轴后轴承受力响应幅值,可以发现优化效果明显,对船舶轴系设计与布置具有一定的指导意义。     

船舶轴系合理校中计算的Riccati传递矩阵法

本文采用分析船舶轴系合理校中问题的Riccati传递矩阵法,建立了考虑弹性支承和刚性支承两种计算模型,并对模拟实验台轴系进行了合理校中计算与实验。结果表明,该方法精度高、数值稳定,是分析船舶轴系合理校中问题的有效方法。     

考虑船舶轴系校中与弯曲振动的轴承优化布置

船舶在航行过程中,螺旋桨所受到的激振力通过船舶轴系传递给船体并引起尾部振动和噪声,给船舶的乘坐舒适性和安全性带来危害。本文利用传递矩阵法分别建立船舶轴系校中数学模型和弯曲振动数学模型,并使用拟定常法得到螺旋桨叶频和二倍叶频的激励力幅值比值,成比例输入到轴系系统当中,设置轴承间距和轴承标高为变量,以尾轴后轴承受力幅值最小为目标函数。在满足船舶轴系校中标准下,对轴承位置的轴向和径向进行双向优化,得到实例的最优布置方案,通过比较优化前后的尾轴后轴承受力响应幅值,可以发现优化效果明显,对船舶轴系设计与布置具有一定的指导意义。     

校中状态对轴系横向振动传递特性影响研究

校中状态是影响推进轴系振动的重要因素,轴系与舰艇尾部的耦合振动是影响其声隐身性能的重要激励源。本文首先对某船推进轴系进行负荷校中,通过研究轴承变位对轴承油膜特性的影响,确定了轴系校中前后轴系支撑边界条件的变化,然后通过仿真和试验验证的方法研究了校中状态对轴系振动传递特性的影响。结果表明,负荷校中能够有效抑制轴系在一些峰值频率点的振动传递。     

潜器轴系校中计算研究

轴系校中计算是轴系设计中一项重要的计算。潜器由于其特殊性，轴系计算中需要考虑的问题与常规水面舰船有较大的不同。论述潜器轴系校中计算边界条件的考虑，并对某型潜器的轴系进行了校中计算。     

轴系偏斜因素对于横向振动特性的影响研究

研究由偏角不对中因素引起的舰船推进轴系匀速运动过程横向振动响应问题。考虑以轴系偏角不对中和转轴偏心因素为基础,建立偏角不对中推进轴系的横向振动动力学模型,并利用数值算法求解方程,分析轴系振动响应形式以及不对中偏角量、转轴质量比和主动轴无量纲转速对匀速运动过程偏角不对中轴系横向振动特性的影响。结果表明:偏角不对中的存在使轴系产生复杂的动力学行为。研究工作为从角度降低轴系振动角度改善舰船的声学品质提供理论依据。     

船舶装载工况对不同孔径比轴系振动的影响

船舶推进轴系的设计质量是其安全、稳定运行的重要保证之一。鉴于船舶推进轴系的组成部件数量及工作环境,其设计是一个复杂的系统性问题。为提高轴系设计质量,国内外船舶领域的专家学者开展了大量的研究工作,相关设计单位和船级社也制定了一系列设计规范和流程。目前,船舶推进轴系常用设计方法的缺点已日趋凸显,故亟需对现有设计方法进行全面综合的分析研究。基于船舶推进轴系的方案设计流程,重点梳理推进轴系的校中及优化、轴系振动及减振控制和轴系设计质量评价等方面的技术进展,并提出未来需要进一步展开的研究工作,旨在为船舶推进轴系的优化设计提供参考。     

某型自航半潜船轴系校中分析和安装工艺

根据中国船级社对轴系校中的要求,用传递矩阵法对某自航半潜船轴系进行直线校中、合理校中、安装状态校中计算,并根据计算结果提出轴系校中安装工艺和轴系校中计算的验证方法.     

船舶轴系动态校中轴承油膜的影响计算

轴系校中状态好坏直接影响船舶推进系统的正常运行,而影响轴系校中的动态因素很多,其中轴承油膜是一项重要的影响因素.通过数值分析方法解径向轴承雷诺方程,得到索莫菲尔德数及轴心偏位角与轴承宽径比B/D及轴心偏心率ε之间的关系.利用ANSYS及MATLAB计算软件,分析了桨浸水状态对轴系各轴承负荷的影响,得到了轴承偏心率ε及偏位角β与轴转速n的关系,轴承处轴颈垂直方向及水平方向偏心随转速变化的规律,以及油膜对各轴承负荷的影响.     

船舶轴系校中多支承问题的研究

船舶轴系合理校中对保证轴系长期可靠运转极为重要。本文运用传递矩阵法对船舶轴系合理校中计算的多支承问题进行研究,从而进一步完善船舶轴系校中理论。     

潜器轴系校中计算研究

轴系校中计算是轴系设计中一项重要的计算，潜器由于其特殊性，轴系计算中需要考虑的问题与水面船舶有较大的不同，本文对潜器轴系校中计算的边界条件进行了论述，并对某型潜器的轴系进行了校中计算。