外载荷作用下船舶推进系统非线性动力学分析

以某船推进系统为研究对象,应用有限元和子结构缩减法,建立了包含主机、轴系、螺旋桨及简易轴承座的船舶推进系统非线性多体动力学模型。对该系统在额定功率下燃气压力和螺旋桨激振力的作用进行了多体动力学计算。分析了螺旋桨、轴系等的受力情况及位移随曲轴转角的变化。结果表明,艉轴后轴承处轴系受力与位移呈现两端大中间小的分布情况,螺旋桨竖直向下位移最大值为2.86mm,轴向位移最大值为1.18mm,相对角位移最大值为0.087rad。该方法为分析和提高船舶推进系统可靠性及其优化等提供了重要参考。     

基于Ansys的船舶轴系动态校中研究

船舶轴系是柴油主机与螺旋桨之间的连接装置,起到动力传输的重要作用,轴系安装质量的好坏决定了船舶的振动特性、使用寿命和动力性能。近年来,各种类型的大型船舶(如LNG船、集装箱船等)数量猛增,船舶推进轴系在刚度提升的同时,轴系动态校中也成为了研究的重点。本文针对多影响因素下的船舶轴系装配问题,研究了船舶轴系的动态校中技术,并利用有限元分析软件Ansys对轴系的动态校中过程进行分析和仿真。     

船舶柴油机曲轴动态强度分析

为准确分析二冲程船舶柴油机工作时曲轴的动态特性,结合Pro/E 3D软件和ANSYS软件对船舶柴油机曲轴、轴承、活塞、连杆等部件进行三维实体有限元建模,采用子结构法对其进行结构缩减,并将结果文件导入EXCITE软件中,建立整个船舶柴油机的轴系非线性多体动力学模型。采用该模型对曲轴进行一个循环的多体动力学计算。将计算结果恢复到曲轴实体有限元精细模型,进行正常工况下曲轴在一个循环内的动应力计算。结果表明,与单体曲轴强度分析方法相比,采用非线性多体动力学方法可获得更接近实际的曲轴载荷的边界条件,提高了船舶柴油机曲轴动态特性计算精度。     

摆盘式发动机轴系扭转振动控制建模研究

船舶发动机主轴在正常运行过程中,不仅要受到周期性的转矩和载荷的作用,而且还要受到船体自身的震动以及发动机的震动,因此,船舶发动机曲轴受力状况非常复杂。为了提高船舶摆盘式发动机轴系的使用寿命,本文结合多体动力学理论,采用数学分析的方法系统地研究了船舶摆盘式发动机轴系的振动特性,建立了摆盘式发动机曲轴轴系的振动模型,有重要的轴系设计指导价值。     

发动机曲轴轴系多柔体动力学仿真及应力应变分析

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,并结合有限元分析技术,使用UG（Unigraphic）和ADAMS（Automatic Dy-namic Analysis of Mechanical Systems）建立了发动机曲轴轴系的动力学仿真模型;对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,得到发动机在一个发火周期内的曲柄销法向力和切向力等动态载荷,为下一步机体振动噪音特性研究提供可靠的边界条件;并从曲轴所受的载荷中找出3个载荷比较大的时刻,计算得到了其相应时刻的应力和应变分布规律,找出了曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态疲劳分析提供数据,为曲轴的优化设计提供参考.     

多体动力学在船舶推进轴系轴承润滑中的应用

船舶轴系是船舶动力系统的重要组成部分,由于轴系上的轴承承载着很大的载荷和应力,再加上工作环境比较恶劣,船舶轴系上的轴承会出现润滑质量差等问题,导致轴系的变形和破坏,因此,有必要对船舶推进轴系的轴承润滑问题进行研究。本文结合多体动力学和流体润滑基本原理,结合有限元分析技术和摩擦试验机等设备,从理论和实践上对船舶轴系的轴承润滑特性进行系统的研究,有助于改善船舶轴系的轴承润滑特性,提高使用寿命。     

基于ADAMS的柴油机曲轴仿真分析

为研究柴油机曲轴在正常工况下载荷的变化规律,建立柴油机曲轴轴系动力学仿真模型,并通过曲轴的模态分析得到曲轴的柔性体模型,通过试验测量瞬时转速与仿真结果对比,验证仿真模型的准确性,在此基础上对柴油机曲轴进行模拟仿真分析,得到曲轴载荷变化的一些规律。     

大型船舶推进轴系扭振特性仿真和试验

基于多体动力学耦合理论结合有限元理论,以1艘大型船舶为研究对象,建立其推进轴系的刚柔耦合多体动力学仿真模型,对大型低转速推进轴系在工作中的扭振特性进行研究。在仿真计算的基础上,利用扭振测试系统对实船的扭振进行测量,并从多个谐次将轴系扭振的仿真计算值与试验测量值进行对比和分析。分析结果表明,通过仿真计算得到的轴系扭转振动变化趋势与实际测量值基本相符,验证了仿真模型的正确性和可行性。同时,通过Adams/Virbration模块分析了船体变形对轴系扭振的影响,证明了船体变形会导致轴系扭转振动增大。     

船舶扭振计算软件开发及关键技术研究

船舶动力系统的推进轴系是指柴油主机输出端轴承到船舶螺旋桨之间的部分,对船舶动力性能起着关键性的作用。船舶推进轴系的结构复杂,轴系的扭转和振动对各轴承和部件有不利的影响,因此,研究和降低推进轴系的扭振计算有十分重要的意义。本文建立船舶推进轴系的扭振数学模型,在此基础上系统研究推进轴系扭振运动和响应计算,并在软件Matlab平台上完成船舶扭振计算软件的设计和开发。     

基于数值模拟的主机曲轴臂距差计算方法研究

主机曲轴臂距差是船舶推进轴系校中施工中的一个非常重要的技术参数,与轴系校中状态互相影响、互相制约.鉴于传统测量法具有一定的随机性和偶然性,提出在轴系校中设计阶段通过数值模拟计算和分析曲轴臂距差的新方法.以76000吨成品油轮为例,将典型轴系校中设计状态作为推进轴系有限元模型的边界条件,模拟计算曲轴臂距差值,从而实现对曲轴轴线分布状态及主机各轴承相对位置的预估.通过计算结果与测量数据的对比分析,证明数值模拟方法的可行性和优越性,对实际的校中施工具有指导意义.