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。     

柔性立管涡激振动响应轨迹特性研究

为了深入研究细长柔性立管的涡激振动响应特性,进行了柔性立管的拖曳水池试验。由拖车拖动立管产生相对来流,根据应变测试得到的应变数据,基于模态叠加法得到位移响应。试验分析前,通过数值方法先针对刚性立管的涡激振动响应轨迹特性进行了分析。紧接着,通过试验方法对柔性立管的单模态以及多模态涡激振动响应轨迹特性进行了深入的分析和讨论。通过分析发现:柔性立管在低速下具有与刚性立管类似的轨迹响应特性,均呈现经典的8字形状;柔性立管在高速下,其轨迹开始变得混乱,这主要是由位移的多模态响应特性所产生。     

船用汽轮机的突发高幅低频振动问题

本文分析了船用高速汽轮机产生突发性低频振动的机理，指出部分负荷时的不平衡激振力及轴承较差的稳定性是试车时转子轴颈涡动的主要原因。根据振动频率小于转动频率之半，且不随转变化的自激振动特点，采取了减小轴承长径比和增高轴承比压的措施，取得了显著的减振效果。     

流固耦合技术在舰船离心泵转子的模态分析

离心泵通过叶轮的高速旋转使水产生离心力,是一种重要的能量转换装置。离心泵的结构紧凑,流量均匀,安装和维护方便,在航空宇航、船舶等工业领域应用广泛。舰船离心泵的运行工况恶劣,容易受到舰船振动等因素的干扰,同时,由于离心泵内部流体与叶轮之间存在复杂的相互作用力,离心泵叶轮很容易发生结构破坏。因此,研究舰船离心泵的流体动力学特性具有重要的意义。本文基于流固耦合技术,利用Ansys Workbench对舰船离心泵的转子进行模态分析,研究离心泵内部流场转子的动力学特性,并研究了离心泵转子的临界转速。该研究有助于提高离心泵转子的运行稳定性,延长离心泵转子的使用寿命。     

某型舰船用转子系统动力学性能分析

转子系统作为汽轮机、发动机和压缩机等旋转机械核心部件,广泛应用于舰船之上,其动力学性能的分析是一个重要研究内容。为保证舰船安全和隐身性能,本文利用有限差分法求解雷诺方程,得到轴承动特性系数;利用Ansys对转子系统进行临界转速分析、不平衡响应分析、匀加速响应分析和冲击响应分析。与传统方法相比,本文考虑了轴承的弹性支撑效应和转子的陀螺效应。结果表明,本转子系统在工作转速下不会产生共振,不平衡响应较小,在匀加速状态和冲击载荷作用下,不会产生较大响应和碰擦,系统安全可靠。轴承动特性计算和有限元转子动力学分析方法,为旋转机械的设计提供指导,具有实际应用价值。     

某船Z型全回转舵桨高速轴系振动分析

针对Z型全回转舵桨高速轴系振动大和轴承高温的问题,分析高速轴系临界转速,轴承基座刚度对轴系临界转速的影响,轴承最大轴向和径向载荷分析,确认问题的主要原因是高速轴系临界转速接近工作转速、轴承基座刚度不足,以及轴承最小径向载荷不满足要求,对高速轴系进行改进设计,试验与应用表明,改进后的高速轴系解决了振动和轴承高温问题,系统...     

各向同性支撑结构转子的临界转速研究

电机转子的临界转速适当偏离工作转速是电机设计的一项基本要求.论文采用Prohl传递矩阵法、Riccati传递矩阵法计算了某型电机的临界转速,研究转子结构参数对临界转速的影响,结论对转子的结构设计与优化具有重要的参考意义.     

DSP在舰船推进汽轮机的电液控制系统中的应用

舰船推进汽轮机将化石燃料的内能转换为螺旋桨的机械能,为轮船提供前进的动力。由于汽轮机装载于船体的基座上,不仅受到船体振动、冲击的影响,还会受到海上恶劣气象条件的影响。因此,采用合理的舰船汽轮机控制系统具有重要的作用。本文针对舰船汽轮机的调速、调温等控制问题,采用数字信号处理器(DSP)技术设计了一种舰船推进汽轮机的电液控制系统,并对该电液控制系统的电液伺服阀、DSP控制卡等硬件和软件程序进行详细介绍。     

刚性圆柱结构顺流向涡激振动特性分析

文章研究了刚性支承圆柱的顺流向涡激振动特性,在第二激励区域,运用van der Pol方程描述漩涡脱落的尾迹特性,采用尾流振子模型计算圆柱结构的响应,讨论和分析了质量-阻尼参数、质量率和结构阻尼对顺流向涡激振动的影响机理。     

挤压油膜阻尼器及其在船用汽轮机上的应用展望

挤压油膜阻尼器技术广泛应用于航空发动机、燃气轮机等设备,可减小转子在越过临界转速时的振动,其发展和应用至今已有半个多世纪,并且在减振降噪方面取得了很大的成功。由于高度的非线性动力学特性,传统的挤压油膜阻尼器易产生双稳态振动现象。为了降低挤压油膜阻尼器的非线性动力学特性,出现了一系列新型结构的挤压油膜阻尼器,很好地改进了传统挤压油膜阻尼器的性能。文章主要介绍了挤压油膜阻尼器的结构、发展历程和研究现状,并介绍了几种新型挤压油膜阻尼器,同时展望了挤压油膜阻尼器在船用汽轮机上的应用前景。     

大长细比柔性立管涡激振动数值模拟

近年来,随着油气开发逐步向深海发展,立管的长细比可以达到1 000甚至更高.大长细比的立管的振动形态与短的刚性圆柱的振动具有较大的差异,这使得对大长细比立管涡激振动预测的需求较为迫切.文中基于切片理论,通过使用径向基函数法作为OpenFOAM中的动网格策略,模拟了长细比为1 000的柔性立管在横流向和顺流向的振动,其顺流向最大时均偏移量达8个立管直径.数值模拟重现了高阶主控模态及主控模态的频繁变换等大长细比柔性立管的涡激振动特性;文中还将所得结果与长细比为500,750的结果进行了比较,就长细比对立管涡激振动的影响进行了分析.     

基于转子热应力模型的舰船汽轮主机转速限制

为避免舰船紧急操纵时汽轮主机转子热疲劳损伤,通常采用限制汽机加速速率将转子热应力控制在许可范围内,然而,限制转速势必影响舰船操控性能。在MATLAB/SIMULINK环境下搭建汽机转子热应力模型,建立汽机转速与转子热应力之间的函数关系,获取热应力临界条件下的转速变化率,制定转速限制策略,并通过在汽机调速模型上模拟改变设定转速,验证分析该转速限制策略的有效性。结果表明:所制定的策略既能保证汽轮主机转子热应力不超限,又可实现转速快速响应车令,有效提升舰船的机动能力。     

含中介轴承的双转子系统动力学建模及振动分析

为了深入研究复杂工况下燃气轮机双转子系统的动力学特征,根据中介轴承对双转子系统的耦合作用,基于Ansys建立中介轴承-双转子系统三维实体有限元模型,进行仿真模拟。考虑内外转子转速、负载、偏心、接触及摩擦等因素,计算整个系统的固有振动特性及临界转速,并与试验结果进行对比验证。计算双转子系统在不同转速下的振动响应,分析其不平衡振动耦合特性规律,为工程实际中转子系统的设计提供参考。     

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。     

陀螺效应对船舶推进轴系回旋振动的影响

本文将陀螺效应应用到船舶推进轴系的回旋振动计算中,在轴系回旋振动几何模型的基础上建立有、无陀螺效应的计算模型,并给出轴系回旋振动时的临界转速。文章选取5艘已设计完成的船舶推进轴系为实例,采用两种计算模型分析各自的回旋振动临界转速。结果表明,陀螺效应提高了船舶推进轴系回旋振动的临界转速,为设计过程中精确确定轴系的转速禁区给出了依据。     

控制杆对柔性圆柱涡激振动的抑制效果研究

涡激振动会造成海洋柔性柱状构件疲劳损伤,合理的抑制装置能够有效延长结构的使用寿命。控制杆是常见的涡激振动抑制装置,高雷诺数条件下,多根控制杆的排布方式对涡激振动抑制效果的影响有待进一步研究。文中通过设计室内模型实验,观测了高雷诺数条件下控制杆对柔性圆柱涡激振动抑制效果。圆柱模型的长径比为350,质量比为1.9,最高雷诺数可达16 000。研究结果表明:控制杆对柔性圆柱的涡激振动抑制效果显著,四根控制杆的抑制效果优于三根控制杆。     

船舶艉轴承刚度和螺旋桨陀螺效应对轴系回旋振动特性影响的分析

当船舶轴系运行工况恶劣时,由于轴系后尾轴承与轴颈之间润滑不佳,使得轴承刚度发生较大变化,处于各向异性状态,这会影响轴系回旋振动特性。文章针对某大型集装箱船,在计入螺旋桨陀螺效应的基础上,借助于有限元ANSYS软件,研究了后艉轴承水平刚度单独变化对回旋振动固有频率、临界转速和振动响应的影响。其主要结果表明,后艉轴承水平方向刚度单独降低时,该方向上的横向振动固有频率降低,逆回旋振动固有频率在此基础上进一步降低;其轴频、叶频和倍叶频的正逆回旋临界转速和回旋振动响应均与各向同性时不同。     

基于SST k-ω湍流模型的二维圆柱涡激振动数值仿真计算

随着海洋工程逐渐向深海发展,广泛使用的柔性立管因为高频振动很容易受到严重的损伤。因此对于这类细长柔性结构的涡激振动(VIV)研究是当今的一个热点,同时随着计算机的快速发展,CFD(计算流体力学)技术成为研究涡激振动问题不可或缺的一种方法。本文采用雷诺平均纳维尔-斯托克斯(RANS)方程,并结合SST k-ω湍流模型,研究低质量比弹性支撑刚性圆柱体的涡激振动问题。从振幅响应、频率响应、3个响应分支的水动力性能、尾涡模式等方面和Williamson相关实验作对比。结果表明,SST k-ω湍流模型能够有效准确地模拟圆柱绕流的涡激振动。本文丰富了海洋工程的理论研究,为柔性立管的实际应用提供了一定的理论指导。     

振荡来流下柔性立管涡激振动响应特性试验研究

在顶部浮体的带动下,悬链线立管的动力响应会诱发其周围产生相对来流,而这种振荡来流将激励立管悬垂段产生“间歇性”的涡激振动。文章在海洋工程水池中对不同最大约化速度URmax、KC数组合下的振荡来流作用下的柔性立管开展模型试验研究,利用光纤应变片测量模型的涡激振动响应。结合模态分析与小波变换对试验数据进行分析,讨论并总结了最大约化速度URmax以及KC数对涡激振动位移幅值响应特性的影响规律。文中进一步分析发现振荡来流下的涡激振动响应还存在“迟滞”及“高阶谐频”现象。     

基于滑动-电磁复合轴承的船用电机主动减振技术

船用电机在运行过程中,转子不平衡力会引起电机产生振动并向船体传递,降低舰船隐蔽性。目前船用电机主要采用传统机械轴承（如滑动轴承）,导致电机振动缺乏有效控制手段。为有效抑制电机振动传递,引入复合轴承这一新型概念,在滑动轴承两侧并联电磁轴承,从而使电机具备主动控制条件。在减振控制策略上,类比主动噪声控制,基于FxLMS算法以降低电机机脚振动加速度为控制目标,对电机振动进行主动控制。建立四自由度电磁-滑动复合轴承-刚性转子系统动力耦合模型并进行仿真。结果表明,应用FxLMS控制算法控制电磁轴承可有效降低电机机脚振动,从而实现电机减振降噪,有利于提高舰船隐蔽性。