舰船汽轮机汽流激振时转子松动故障振动分析

针对舰船汽轮机机组出现的基础松动故障问题,考虑汽轮机叶尖间隙汽流激振的影响,建立汽轮机汽流激振力作用下的转子松动故障分析模型。采用数值求解方法,结合系统响应的分岔图、轴心轨迹图、Poincare截面图、频谱图等分析研究转速、支座质量、质量偏心等参数对系统非线性振动响应的影响,为汽轮机叶尖间隙汽流激振下具有松动故障的汽轮机转子系统动力学特性分析和故障诊断提供一定参考。     

一种船用汽轮机组激振力分析计算方法

文章介绍了一种船用汽轮机组激振力的分析计算方法。该方法以汽轮机组部件不平衡力为引起振动的主要原因,分析计算汽轮机组激振力的频率和幅值,并根据实船振动实测数据进行校正。     

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。     

基于ADINA的人字闸门流激振动分析

人字闸门作为一种承受单向水头的平面闸门,在通航建筑物中得到了广泛的运用。针对人字闸门在运行过程中容易出现振动现象的问题,对人字闸门进行了流激振动响应分析,以了解人字闸门外部激振作用。通过模拟水流脉动荷载,计算分析了人字闸门的应力、位移和加速度响应值,对闸门的振动危害进行了判断。     

机械设备激振特性的评价方法探讨

机械设备的振动是导致船舶辐射噪声的激励源之一,目前常用机械设备的振动加速度级作为评定其激振特性的指标。但在工程实践中常发现相同的机械设备在不同安装状态下的振动加速度级存在较大的差异。本文在分析产生这种现象的原因的基础上对评定机械设备激振特性的方法提出改进建议。     

潜艇格子板流激振动水动力分析

采用水动力学方法对潜艇格子板流激振动的水动力进行了初步分析,提出了一种直接求解格子板上流场速度势分布的简易方法,编制了相应的计算程序,结果表明,本文提出的方法具有较高的计算效率和计算精度;此外,本文还对格子板的设计提出了建议。     

激振机悬挂安装方式对被激结构振动的影响分析与试验

以单自由度系统模型对激振机通过柔性驱动杆传递到结构上的激振力和通过弹性部件传递到结构上的扰动力进行分析比较,得出激振机附连在被激结构上对被激结构产生影响的工作机理。采用试验和数值模拟的方法,探讨激振机悬挂激振方式的频率适用范围以及在自由悬挂结构激振试验中的可行性。结果表明,当激振机最低工作频率高于安装频率3～4倍时,可以采用悬挂安装方式,且激振频率离安装频率越远,扰动力的影响就越小,但当激振机最低工作频率在安装频率以下频段时,便不能采用悬挂安装方式。     

顶张力立管涡激振动抑振装置性能比较

为降低甚至消除漩涡脱落引起的顶张力立管振动响应从而提高其疲劳寿命,设计了五种型式的涡激振动抑振装置,并在中国海洋大学物理海洋实验室对装有抑振装置的模型立管进行了实验研究.得到了模型立管在几种不同流速下顺流向和横向涡激振动应变时程曲线,同时为了对比分析也测量了没有安装抑振装置的裸管的响应曲线.对比分析了三种外流流速下抑振装置对立管涡激振动响应的影响,结果表明各种抑振装置对立管顺流向和横向涡激振动幅值和频率都有不同程度的降低,但其影响和有效性各不相同.     

基于BEM的通海阀流噪声与流激振动噪声数值模拟对比研究

通海阀在船舶海水系统中应用广泛,高压差条件下通海阀振动噪声问题突出。在大压差工况下,对某船海水系统通海阀内部流动进行分析。考虑海水对管道振动的影响,计算通海阀的结构"湿模态"。基于流场和模态数值计算结果,采用声学边界元法对该通海阀流噪声和流激振动噪声分别进行数值计算。将流激振动辐射噪声数值计算结果与流噪声数值计算结果对比,结果表明通海阀结构振动产生的辐射噪声较流噪声小100 d B以上,即流激振动噪声完全湮没在流噪声中,对该系统通海阀噪声进行治理时应该优先考虑流噪声。     

船模伴流场修正对螺旋桨激振力预报的影响

介绍Hoekstra船模伴流修正方法、伴流模拟方法及螺旋桨激振力测量的试验过程。以第16届ITTC推荐的Sydney Express桨为研究对象,在上海船舶运输科学研究所空泡实验室用网格方法模拟船舶艉部流场,通过布置在桨模上方相应位置平板上的5个传感器进行了脉动压力测量。比较螺旋桨在船模伴流场和使用Hoekstra法换算得到的实船伴流场中工作时激振力的预报值及桨模空泡形态,并与实桨对比,就伴流场修正对螺旋桨激振力预报的影响作了探讨。     

Alford力作用下计及叶片振动的转子-轴承系统动力学特性分析

为了分析非线性耦合因素与叶片振动对转子-轴承系统动力学特性影响,文章将叶片模化为悬臂梁结构并利用假设模态法离散简化,建立了阿尔福德(Alford)力作用下计及叶片弯曲振动的系统动力学模型。采用Runge-Kutta法对非线性振动微分方程进行数值求解,通过系统响应的分岔图、时间历程图与频谱图、轴心轨迹图、Poincaré映射图和相图研究了叶片弯曲变形以及Alford力对系统的非线性动力学行为的影响。结果表明:叶片振动使系统的不稳定区域提前,转子发生混沌运动的转速范围增大;叶尖气隙引起的Alford力使系统的运动状态变得更为复杂,油膜非线性更加明显。     

冰块阻塞状态的螺旋桨空泡激振力特性分析

针对极地船舶在冰区航行时的冰水混合环境对螺旋桨性能影响,本文采用RANS方法对不同冰块阻塞和压力状态的螺旋桨非定常空泡和水动力性能进行数值模拟,分析了冰块阻塞状态对螺旋桨空泡激振力的影响规律。结果表明,冰块阻塞状态的螺旋桨水动力性能由冰桨逼近的流场阻塞和桨叶空泡效应共同决定,冰阻塞物下游产生的低速低压回流区可改变螺旋桨附近流场结构和压力场分布,加剧桨叶空泡形态的不规则和螺旋桨空泡激振力的时域非定常性。从频域上看,冰桨阻塞作用造成螺旋桨空泡激振力的高阶量显著上升,空泡激振频率向高阶次移动。     

气垫船典型结构振动特性分析

由于气垫船的船型特点、运行原理等与常规船相比有很大区别,使得其速度较常规船高出很多,此外还会搭载高转速发动机、高转速空气螺旋桨等,这就使得气垫船振动问题尤为突出,可能引起强度、航行安全、舒适性等问题,因此确定振动源并计算典型位置的振动特性尤为重要。本文选取气垫船垫升主机及推进主机基座这一典型结构,利用有限元法,考虑多种激振力在同一位置处的瞬态响应,求解速度时历的均方根值,并与测试数据进行对比。结果表明考虑多种激振力同时作用的效果与实际测试结果相近,结果可靠,可以借鉴应用于气垫船振动特性的分析研究。     

船闸平板输水阀门动力优化及流激振动特性分析*

针对船闸大尺寸平板输水阀门的流激振动问题,应用模态试验与有限元数值模拟相结合的分析方法研究阀门的 自振特性,指导阀门结构动力优化设计,通过水弹性模型试验研究阀门的流激振动特性。研究表明：阀门自振频率的试验 值和计算值吻合较好,振型完全一致;结构优化后基频显著提高,已完全脱离了水流脉动的高能区,流激振动响应较小, 不至于产生危害。     

振荡流中二维圆柱的涡激振动数值模拟

  目的  在实际油气采集过程中,风、浪和海流的联合作用会使得平台做周期性的振荡运动,并在与平台相连的立管和海水间产生振荡流。圆柱在振荡流中的泄涡特性与在均匀流中的泄涡特性存在明显区别。  方法  采用基于OpenFOAM开源平台自主开发的具有重叠网格功能的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,对在静水中做周期性振荡运动的二维刚性圆柱涡激振动进行数值模拟。首先,进行KC=3时的网格收敛性验证;随后,对KC=12时的振荡流中二维圆柱开展数值模拟。  结果  通过数值模拟结果对比,发现圆柱的横向振动加剧了升力系数的变化,使得泄涡方向和圆柱表面漩涡分离点的位置发生了明显变化。  结论  所得研究成果可作为基于切片法的振荡流中细长柔性立管涡激振动数值研究的基础。     

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。     

209000t散货船上层建筑振动特性的数值计算与分析

以1艘209 000 DWT Newcastle-Max型散货船为例,采用有限元方法对其上层建筑的振动特性进行数值计算,建立整船三维模型和主机机架模型,运用PCL编程实现螺旋桨脉动压力的自动加载;采用等效力偶法加载主机不平衡力矩;应用边界元法求解附连水质量;运用模态叠加法求解结构的稳态简谐响应,获得上层建筑的自由振动固有频率和强迫振动速度响应值,并讨论桥翼设计形式对振动的影响,为上层建筑的减振设计提供理论依据。     

旋转翼对海洋立管涡激振动抑振的数值研究

为抑制海洋立管的涡激振动,本文提出一种安装旋转翼的方案.采用非定常数值计算方法求解分析常规海洋立管和安装有旋转翼海洋立管的涡激振动特性.对旋转翼的相关参数进行定义;建立立管单自由度振动模型,并采用Newmark-β法数值求解振动方程;编写CFD数值计算的UDF,并结合动网格技术模拟求解立管的涡激振动过程.结果表明:随着旋转翼旋转角速度的增加,立管的振幅比逐渐减小,最后基本不变,抑制振动效果十分明显;当旋转角速度ω=3.0 rad/s时,旋转翼的控制效果最优,振幅比从0.98下降到0.008,振幅比降低99.2％;旋转翼的旋转运动会破坏海洋立管脱落的尾流漩涡,从而破坏海洋立管的周期性振动.     

开孔围壳流激振动特性的试验与数值计算研究

对围壳模型进行试验与数值模拟,分析开孔对围壳流激振动特性的影响.首先进行无动力自由上浮试验,在试验中测得了一系列的振动加速度线谱,然后建立与试验相同的数值计算模型,采用大涡模拟法对围壳附近的流场进行了精细的模拟,并将流场的压力作为载荷,运用FEM/BEM结合的方法计算了围壳的流激振动.仿真结果表明,该方法可以清晰的模拟流激围壳振动现象,围壳开孔后会引起流场周期性振荡,从而激励结构振动,产生振动加速度线谱,数值方法计算的振动线谱频率和试验结果接近,平均误差为1.41%.流激开孔围壳振动集中在开孔的导边与随边,尤其是孔腔随边,对这些区域采取控制措施是下一步研究目标.