船舶动力传动系统振动特性的ADAMS仿真研究

船舶动力系统的振动主要由柴油主机的高速机械转动、传动装置的运动副振动和螺旋桨切割海水产生的振动等组成,是船舶振动和噪声的主要来源,也是干扰船舶精密设备正常运行的主要原因。此外,船舶在运行时还会受到冲击载荷等因素干扰,使船载设备的结构受到损坏,工作精度降低。因此,研究船舶动力系统的振动特性,并进行动力系统的减振、降噪设计具有重要的意义,也是各国船舶制造工业的研究热点。本文建立了船舶动力传动装置的几何模型,利用ADAMS平台建立了船舶动力传动装置的刚体模型,并进行了该刚体模型的振动特性分析与仿真。     

船舶航行噪声传递路径研究

传统的船舶机舱噪声的声学特性通过矢量叠加方法统计其特性,随着船舶机舱结构复杂度增加及动力系统的增强,矢量叠加方法很难对高频域的声学特性进行分析。声振熵是近年研究噪声特性的一种全新概念,通过构造噪声统计学能量比结合图论中的传输路径来模拟大型邮轮机舱的噪声分布及传递路径。本文首先分析大型船舶机舱噪声的分析及传递路径,在此基础上引入声振熵的权值图论分析算法来求得噪声的最短传输路径,对船舱减振具有一定的指导意义。     

船舱空气噪声的研究与控制

船舶各个舱室中集成了众多的电气化设备,这些设备在狭小的空间中不可避免会发生共振,造成严重的空气噪声干扰,这给船员的身心健康造成了不良影响,同时也不利于舰船的航行安全。为了降低船舱空气噪声的干扰,本文主要对空气噪声生成的原理进行阐述,并通过一定的控制算法,实现了对船舶空气噪声的有效控制,以降低噪声,隔绝干扰。由于船舶空气噪声的来源非常复杂,频段覆盖范围也较广,因此必须采用滤波算法,对各个频段的空气噪声进行有效的估计,提高噪声模式的识别效率。通过仿真计算和噪声优化,整个船舱的空气噪声水平获得显著的降低。     

船舶推进轴系的回旋振动特性分析

推进轴系是船舶连接发动机与螺旋桨的动力传输装置,也是保障船舶动力系统正常运行的关键装置,推进轴系的振动一方面会产生大量的噪声,对船舶工作人员的生活环境造成影响,另一方面,船舶轴系的振动也会导致轴系零部件的结构失效,引发严重的事故。为了系统地分析船舶推进轴系的回旋振动特性,本文首先建立轴系的振动模型,然后基于傅里叶级数展开的方法对推进轴系的回旋振动特性进行计算与仿真。     

Labview控制技术在船舶动力系统机械监控中的应用

船舶动力系统含有大量复杂的零部件,由于长期的往复运动,且工作条件恶劣,动力系统的机械结构很容易发生故障。为了保障船舶动力系统的可靠、高效运行,必须要对船舶动力系统的机械运动进行合理的监控。传统的监控系统采用振动分析等技术,信号精度较差,本文结合虚拟仪器技术Labview平台,通过建立船舶动力系统模型和传感器模型等,开发了一种基于Labview的船舶动力系统的监控系统。     

船舱浮筏系统的隔振性能及水下声辐射试验

对浮筏系统的振动传递及水下声辐射特性进行试验研究有其重要的工程应用前景.通过对船舱浮筏系统模型的隔振性能与水下声辐射进行试验,分析了船舶运载、动力设备运转工况以及管系对于浮筏系统的隔振性能及其水下辐射噪声的影响,指出管系在船舶浮筏系统的振动传递中占有重要的地位,在高频时可能成为振动传递的主要通道.     

船舶齿轮传动装置箱体振动噪声 分析与控制研究进展

箱体作为船舶齿轮传动装置的重要组成部分,在工作过程中由于齿轮系统的激励会产生振动噪声,不仅影响船舱的舒适性,还会对船舶的安全造成威胁。针对船舶齿轮箱尺寸大、结构复杂、安装形式多样的特点,文章从振动噪声的分析方法和控制措施两方面总结了国内外近年来的研究进展。在分析方法方面,对比了采用齿轮系统-箱体全有限元模型进行振动分析与采用齿轮系统集中质量模型和箱体有限元模型进行振动分析的优缺点,评述了有限元法、边界元法、统计能量法、中频混合法等方法的特点及研究进展,总结了计入安装特征影响的方法。在控制措施方面,介绍了以降低振动噪声为目标指导齿轮箱结构改进的方法,总结了确定阻尼材料敷设位置、方式及厚度的方法。最后讨论了需要进一步研究的问题。     

船舶低频振动噪声的自主控制方法

在船舶航行过程中,由于设备长时间运行出现振动的情况从而产生噪声,严重影响设备的使用寿命,威胁船舶航行安全。为了有效解决船舶低频振动噪声,保障船舶平稳、安全的运行。结合振频离散峰值特征对船舶低频振动噪声的自动控制方法进行分析和研究,通过分析船舶设备振动频率范围,对船舶设备振动噪声控制算法进行完善,从而获得船舶振动噪声响应特征数据,并根据振动噪声计算结果对船舶设备低频振动噪声控制系统进行设计,以达到保障船舶设备运行稳定性,提高船舶安全的设计目标,最后通过仿真实验证实,船舶低频振动噪声的自主控制方法可有效控制船舶设备振动产生的噪声,保障设备运行的稳定性和安全性。     

船舶噪声分析与抑制技术研究

现代船舶动力系统不断增加,其操舵系统的液压冲击及液体流量也随着增大,造成了船舶在操舵控制中的噪声较大,严重影响了整个船舶的动力及操控性能,需要通过有效手段对噪声进行过滤控制。现代的操舵系统的液压噪声一般通过蓄能器对液压液体进行流量控制减少噪声。本文建立基于操舵系统的液压系统流量控制模型,分析噪声产生机理,在此基础上给出基于储能器的噪声抑制方法,最后进行仿真建模,给出分析结果。     

有限元分析在大型原油运输船舶振动分析上的应用

大型原油运输货船的吨位通常在5 000 t以上,动力系统轴系传递的转矩和载荷非常大,受动力主机激励、海浪激励的影响,船舶轴系会产生扭转振动同时伴随大量的噪声。本文的研究针对大型原油运输船的轴系振动特性,采用有限元分析技术建立了船舶轴系的振动有限元模型,并进行了轴系的振动特性仿真。     

PLC在主轴扭矩转速信号采集中的应用

随着船舶动力系统的增强,主轴扭矩转速的异常变动会造成船舶的有害振动,从而影响航行的稳定性。通过对船舶主轴扭矩转速及振动数据采集,可以跟踪分析数据的异常原因、确定船舶振动能量及危害。本文以PLC为主控制器,设计一种实时船舶主轴扭矩转速及振动信号采集设备,实现了从低频至高频的全频段转速及振动高分辨率数据采集。     

基于Ansys的电机轴系扭动振动研究

船舶电机的轴系不仅起到传递转距和功率的作用,也起到动力系统调速的作用,是船舶动力系统的关键装置。由于船舶电机的轴系在正常运行过程中受到外界激励作用,会产生受迫振动和扭转振动等多种振动形式,影响电机轴系的工作稳定性,甚至造成结构出现疲劳破坏。针对这一问题。本文通过建立船舶轴系的多体动力学模型,结合有限元仿真软件Ansys对电机轴系的扭转振动进行仿真分析,仿真过程包括有限元模型的建立、边界条件和约束条件的施加、扭转振动的求解以及后处理等环节。     

大型船舶发动机辐射噪声抑制方法研究

在船舶中,发动机主要作用是为船舶航行提供动力。船舶上使用的发动机基本上都是大型发动机,它们的结构比较复杂,在运行时,受到激励和振动的作用,会出现辐射噪声。鉴于此,应当对引起船舶大型发动机辐射噪声的原因进行分析,并采取有效的方法,对噪声进行抑制,从而使发动机运转时的噪声达到可以接受的范围。从评价发动机辐射噪声入手,提出大型发动机辐射噪声抑制方法。结果表明,对发动机进行优化设计后,能够使辐射噪声得到有效抑制。     

声强可视化在船舶振动特性分析中的应用

在船舶日常运行中,受到海风、海浪和动力系统电机转动等因素的影响,船舶会产生较大幅度的振动。船舶结构的振动有可能导致结构失效,使船载精密仪器的精度下降,产生振动辐射噪声。在现代舰船的结构设计中,为了提高其抗海浪冲击性能和航行稳定性,必须要进行船舶的振动特性分析。船舶结构的声振特性对于研究船体结构的噪声源、振动耗散机理等问题有重要的作用,本文基于声强可视化技术,对船舶结构的声振特性进行了系统研究,并结合有限元分析技术对船舶钣金结构件的振动特性进行仿真模拟。研究表明,声强可视化技术可以有效提高船舶振动特性分析的效率,对改善船舶的结构设计有重要的辅助作用。     

高速船全频段舱室噪声仿真预报

鉴于有限元法(FEM)和统计能量法(SEA)在求解中频段船舶结构振动噪声问题中的有限性,引入有限元—统计能量(FE-SEA)混合法。介绍其基本原理的基础上,运用VA One振动噪声分析软件,采用有限元法、FE-SEA混合法和统计能量法分别求解低频、中频和高频段高速船舱室噪声,以此实现高速船舱室噪声问题的全频段分析。通过对比仿真值与实验值,证明应用FE-SEA混合法预报高速船中频段舱室噪声问题是有效可行的。     

船舶减速器的振动监测和减振技术

齿轮箱减速器是船舶动力系统的关键组成部分,起到减速与速度调节的作用,减速器的多对齿轮相互啮合,且通过一定的传动比实现调速功能。由于船舶减速器存在刚度误差、啮合误差等,在减速器实际运行过程中可能会产生多种振动激励。减速器的振动不仅会影响减速器的使用寿命,造成结构的破坏,还能产生大量噪声,影响船员的正常工作。本文针对船舶减速器的振动激励和响应问题,通过数学建模和有限元分析技术,对减速器的振动监测与减振技术进行了详细的研究。     

基于EMD的船舶动力系统振动信号分析

为了提高船舶动力系统的故障分析和诊断能力,需要对振动信号进行模态分解和特征分析,提取有用的信号特征量,实现故障检测,提出基于经验模态分解(EMD)的船舶动力系统振动信号分析方法,采用宽带非平稳信号建模方法进行船舶动力振动信号建模,采用匹配滤波检测器对振动传感器采集的原始信号进行降噪滤波处理,对降噪输出的信号进行经验模态分解,提取信号的所有局部极值点,用三次样条曲线分析方法提取振动信号的复包络,实现信号特征提取和分析。仿真结果表明,该方法提取的信号特征量能有效反映船舶动力系统的工况特征,实现船舶动力系统的运行状态实时监测和故障分析,信号分析的抗干扰能力较强。     

CAN总线在船舶在线式振动监测系统的通信网络中的应用

船舶的噪声振动已经变成影响船舶正常航行的关键因素之一。船舶上的噪声振动频谱可以用来判断船舶上电子设备系统的运行情况,可以为预测设备故障提供相应的依据。监控船舶上的振动噪声特性,可以对船舶上的声场情况进行预报,因此船舶的在线式振动监测通讯网络系统在船舶的自动化控制领域得到广泛应用。本文研究了CAN现场总线在船舶在线式振动监测系统中的应用,提出船舶在线式振动监测通讯系统的解决方案。本课题的研究对于我国振动监测系统的研究有着积极的指导作用。     

船舶设备的振动特性建模与工程算法研究

船舶设备的振动不仅会产生噪声,降低船舶的隐身性,而且会造成船体结构的疲劳损害,使船体焊缝等应力较集中的位置出现结构破坏。本文的研究方向是利用动力学工程算法对船舶典型设备进行振动特性建模和分析,分别对船体、动力系统减速器和主汽轮机的振动特性进行研究,有助于改善典型设备的抗振动特性。     

空气可压缩性对船舶破舱进水的影响

在船舶破舱进水过程中,船舱内外流体动力行为非常复杂。本文采用CFD方法研究了考虑空气可压缩性影响情况下的船舶破舱进水动力学问题。研究中建立了基于求解RANS方程的船舶破舱进水计算模型,对姿态固定的破损箱型驳船进水过程进行时域模拟。将数值模拟结果与模型试验结果进行比较,验证了本研究所采用的计算模型的有效性。对数值模拟结果进行分析,如舱内水位变化情况、水体流经破口及在舱内蔓延现象及空气可压缩性对船舶破舱进水过程的影响。