某V型高速柴油机振动测试及动力学分析

针对某艇主机12缸V型高速柴油机振动过大的问题,开展柴油机动力学分析与振动测试,得到各主要工况下的振动响应。研究结果表明,柴油机振动干扰成分丰富,且分布在很宽的频域上,主要干扰频率为基频的0.5阶、1.0阶及3.0阶,设计时应重点考虑隔振系统刚度与主要干扰阶次的关系。对主机振动过大的原因进行分析,结果表明引起共振的干扰频率、存在激励力或结构局部共振、柴油机结构轻量化及刚性较低是主要影响因素,对柴油机减振设计具有指导意义。     

某V型高速柴油机振动测试及动力学分析

针对某艇主机12缸V型高速柴油机振动过大的问题,开展柴油机动力学分析与振动测试,得到各主要工况下的振动响应。研究结果表明,柴油机振动干扰成分丰富,且分布在很宽的频域上,主要干扰频率为基频的0.5阶、1.0阶及3.0阶,设计时应重点考虑隔振系统刚度与主要干扰阶次的关系。对主机振动过大的原因进行分析,结果表明引起共振的干扰频率、存在激励力或结构局部共振、柴油机结构轻量化及刚性较低是主要影响因素,对柴油机减振设计具有指导意义。     

供油不良引发的柴油机共振故障分析与治理

某船1#柴油主机在低速时横向振动剧烈,振动信号频谱上存在一个明显突出的异常频率成分。文章测量了柴油机及其隔振系统的固有频率,异常振动频率成分接近系统的横向固有频率,具有明显的共振特征。振动剧烈的原因是隔振器和激励源存在问题。调整了供油系统和更换了全部(8个)隔振器后,振动明显降低。     

基于共振解调技术的船舶柴油机故障诊断研究与仿真

柴油机推进是最可靠、最成熟的船舶推进技术。目前,几乎所有的大吨位舰船都采用了柴油机推进。在船舶运行过程中,柴油主机可能会出现磨损、变形、腐蚀等故障,严重影响船舶的正常运行。振动信号分析是船舶柴油机故障诊断的重要方式,柴油机的振动信号包含大量信息,柴油机的齿轮、轴承等发生故障时会产生各种冲击信号,采用共振解调技术分析这些振动信号,可以有效的获取故障类型和严重程度,有助于提高船舶柴油机故障诊断的水平。本文系统介绍了柴油机故障的类型,并研究了基于共振解调技术的柴油机故障诊断与仿真分析。     

推力轴承刚度对低速柴油机轴系纵向振动影响分析

以76 500 t散货船低速柴油机推进轴系为研究对象,建立运动学模型。在考虑柴油机激励力和螺旋桨激励力作用下,分析推力轴承刚度对纵向振动特性的影响。结果表明,随着推力轴承刚度增加,纵向振动固有频率增大,1 kn频率振型节点向曲轴自由端移动,且共振振幅减小。     

基于扭转弹性波理论的船舶柴油机推进轴系扭振研究

本文建立了连续轴模型中沿轴向传播的扭振弹性波的波动方程组,结合方程组的初始条件和边界条件及波动方程解的行波表达式,导出了各轴段扭转弹性波传播的解析表达式,利用数值迭代方法可求解;利用弹性波分析理论对船舶柴油机推进轴系的连续模型进行了扭振响应计算的研究,在激励力上可同时计及各谐次的综合作用,可精确计算共振及非共振工况的强迫振动响应,使计算过程与扭振实测分析过程完全对应.研究中,对某船舶柴油机推进轴系的扭转振动振形和轴系扭振响应进行了计算,获得了较好的效果.     

低速柴油机推进轴系频域稳态扭转振动分析

以载重10 000 t低速柴油机推进轴系为研究对象，创建其当量系统模型。基于系统矩阵法对推进轴系进行自由振动分析，求得扭转振动固有频率和振型。研究柴油机在全转速下的气体和往复惯性激励力矩，针对推进轴系在柴油机和螺旋桨共同激励下的频域稳态扭转振动响应特性进行计算，求得推进轴系扭转振动的主谐次、共振转速点和推进轴系各部件的应力值。结果表明，推进轴系在低阶频率振动时气缸和中间轴振幅较大，推进轴系应力远小于材料的屈服强度，船舶能够安全稳定航行，同时为推进轴系时域瞬态扭转振动研究打下基础。     

45000 DWT散货船机舱平台局部振动分析

针对45 000 DWT散货船机舱区域进行了有限元局部振动分析,结合实船振动测试报告,判断机舱平台是否有足够的频率储备来避免共振.通过改变结构的固有频率或激振力频率可以避免共振.该船已经建成,只能通过调整振动区域结构的刚度来解决共振,最终通过结构加强等措施使机舱平台避免发生较大振动,并对今后机舱设计中如何防振减振提出了建议.     

船用主柴油机共振故障诊断

某型船用主柴油机在运行过程发现其转速在800 r/min附近时振动较大。针对这一现象,采用振动数采器对其不同转速下的振动进行测量,对测量数据进行处理分析,结果显示振动响应的主要频率是该船主柴油机的发火频率,振动激励源是活塞连杆结构的侧推力。通过对柴油机进行敲击试验,得到横向某阶固有频率为52.8 Hz,与该柴油机在800 r/min时的整机发火频率53 Hz基本相同,进一步验证了振动分析结论。     

船用高弹性橡胶摩擦离合器的减震性能与接合特性

一、中速柴油机装置与高弹性橡胶摩擦离合器由于柴油机燃料的间歇性燃烧,引起输出扭矩的不均匀而产生了推进装置的主要扰动力。当柴油机干扰频率和推进装置的扭转自振频率一致时,就会引起扭转共振,使轴系及传动设备产生巨大的附加应力。柴油机的自振频率通常是比较高的。但装在船上,加上飞轮、减速齿轮箱、轴系和螺旋桨后,自振频率要下降。船舶主机使用转速范围比较宽,产生主临界共振转速的机会就比较多。对于中速柴油机装置,转速范围在中档(n=350～750转/分),又带有对变动扭矩比较     

船舶低速横甩机理研究

本文利用非线性振动理论研究了参数激励频率和波浪的强迫激励频率相同且等于艏摇固有频率2倍时的船舶1/2亚谐共振运动,揭示了船舶在低速航行、遭遇频率相对较高时,积累艏摇运动导致横甩发生的机理.     

液压管路振动特性研究

本文研究了液压管路在内流作用下的振动特性,通过建立管路振动的数学模型及数值求解得到该系统的固有频率和振型.确定了该管路系统振动的主要原因是发生了共振.探讨了避免共振的有效方法.并进一步探讨了内流速度、压力及其波动对固有频率的影响.     

某6缸V型柴油机振动测量及分析

为分析某柴油机振动特性,测量其振动加速度信号。计算柴油机的振动烈度,额定转速时,振动烈度随负荷增加而增加。负荷固定,振动烈度随转速的变化不是单调的。对振动速度信号进行频谱分析发现,速度幅值谱具有明显的线谱特征,最大幅值对应的频率为柴油机曲轴转动频率的1.5倍,即单缸发火频率的3倍。减小该频率的激励将是减小振动烈度的主要途径。     

船舶轴带发电机系统的扭转振动计算

轴带发电机系统的扭转振动对于内燃机设计者来说是一个新的问题。计算轴带发电机轴系的扭转振动,需要切实地考虑发电机吸收功率对柴油机激扰力矩的贡献。实测结果证实了这一点。关于轴带发电机恒速齿轮箱的扭转振动计算,本文采用了传递矩阵和系统矩阵两种方法。前者可以使行星轮系最终转化成一当量轴系,输入、输出惯量之间存在一“等效场阵”;后者使用了行星轮系扭振计算的详细模型,考虑了轮齿平均啮合刚度及行星轮销轴横向弯曲刚度的影响。     

40000dwt散货船设计阶段船体振动分析控制

在40 000 dwt灵便型散货船设计建造过程中,为了控制船体出现的有害振动,对船体总体振动、上层建筑总体振动及船体艉部局部结构进行了振动预报分析.对船体总体振动和上层建筑总体振动进行分析,避免与主机和螺旋桨激励发生共振;对于船舶艉部结构,重点关注上层建筑各层甲板工作和生活等重要区域的振动情况,采用结构有限元法分析各层甲板的振动特性,设计时通过调整局部结构刚度并保证一定频率储备来避免共振,为船体结构减振设计提供依据.本文给出了设计阶段船舶总体、上层建筑总体及局部结构振动计算分析方法和过程,可对船舶设计者提供有益的参考.     

冰载荷冲击下的船舶推进轴系瞬态扭转振动响应分析

传统的推进轴系扭转振动响应计算聚焦于稳态响应,而传递矩阵法、系统矩阵法,可以取得满意的稳态计算结果,但无法处理冰区船舶、海洋工程船舶所遇到的变载荷、变惯量等瞬态工况。为了克服频域扭振计算方法在处理瞬态条件扭振问题的局限性,使用 Newmark 法从时域求解轴系扭转振动微分方程组,基于该算法对某船推进轴系在冰载荷作用下的瞬态响应做了数值计算。其结果表明,在冰载荷冲击下,轴系瞬态扭矩比稳态扭矩大;通过时频分析,在冰载荷作用期间,出现了明显的螺旋桨叶频激励,因此须避免冰载荷激励产生轴系扭转振动的叶次共振。 Newmark 法扭振计算结果与实船测试结果对比表明,该方法在稳态响应计算和时域曲线上都与实际测量结果基本一致,具有工程实用性。     

波浪载荷对船舶柴油机振动的影响研究

为避免波浪载荷对柴油机运行造成安全性的影响,本文利用AQWA软件计算波浪的动压力,采用APDL语言编写加载程序实行波浪载荷对船体的自动施加,研究在不同波浪高的情况下,柴油机受波浪载荷的谐响应作用。研究结果表明,如果激励频率过小,柴油机的振幅和应力都较大,发生共振作用,柴油机动力特性就会减弱,导致柴油机运行不稳定;如果激励频率过大,柴油机的振幅和应力会在极小值附近来回摆动,这样容易对柴油机整体造成简谐力的作用,柴油机会发生疲劳破坏。     

波浪载荷对船舶柴油机振动的影响研究

为避免波浪载荷对柴油机运行造成安全性的影响,本文利用 AQWA软件计算波浪的动压力,采用APDL语言编写加载程序实行波浪载荷对船体的自动施加,研究在不同波浪高的情况下,柴油机受波浪载荷的谐响应作用。研究结果表明,如果激励频率过小,柴油机的振幅和应力都较大,发生共振作用,柴油机动力特性就会减弱,导致柴油机运行不稳定;如果激励频率过大,柴油机的振幅和应力会在极小值附近来回摆动,这样容易对柴油机整体造成简谐力的作用,柴油机会发生疲劳破坏。     

基于HHT边际谱与SVM的柴油机故障诊断方法研究

提出基于希尔伯特黄变换边际谱的柴油机故障诊断方法,对3110型柴油机几种故障工况及正常情况下的缸盖振动信号进行测试,采用抽区间采样分析法对缸盖振动信号进行时域特性分析,得出信号随时间和频率变化的精确表达。尝试以边际谱的最大峰值和最大峰值频率作为特征向量,用SVM分类器对柴油机的工作状态和故障类型识别。实验分析表明,该方法即使在小样本情况下也能准确有效地识别柴油机气门间隙变化和断油故障。     

MTU柴油机推进轴系的联轴器匹配研究及扭振特性预报

[目的]为明确中、高速柴油机与多弹性联轴器匹配的扭振计算方法及推进轴系扭振特性,[方法]以某船MTU柴油机推进轴系为研究对象,分析与之匹配的多弹性联轴器选型方法,建立MTU柴油机推进轴系的扭振计算模型,分析MTU柴油机的激励特性和推进轴系扭振特性,开展MTU柴油机与多弹性联轴器匹配系列轴系的扭振特性预报,并提出基于实测振幅和解析法的阻尼修正推算方法,用以修正轴系扭振特性的预报结果。[结果]研究结果表明:实测共振频率与计算频率吻合;经修正,共振转速处的曲轴应力降低了16%,弹性联轴器的振动扭矩降低了15%,验证了扭振计算方法的正确性。[结论]所得结论可为后续同型舰船的轴系扭振分析提供工程参考。