脉冲负载下高弹联轴器瞬态特性分析

以应用于脉冲柴油机发电机组中的高弹联轴器为研究对象,采用CATIA建立高弹联轴器的精确三维模型,利用Hyper Mesh对模型进行有限元网格划分,再导入到ANSYS进行校核分析,通过有限元方法仿真分析高弹联轴器的瞬态动态特性,并校核该高弹联轴器在机组工作中的轴向位移、径向位移及扭转角度。     

起重机回转冲击载荷的磁流变抑制策略

针对起重机回转传动系统在紧急启制动时产生的惯性冲击易导致回转齿轮损伤失效问题,提出了一种抑制起重机回转冲击载荷的新策略。将回转传动系统减速器输出轴与回转小齿轮用磁流变弹性体联轴器联接,通过控制联轴器的扭转刚度和阻尼特性调节系统的传动特性,实现对回转传动系统振动冲击响应特性的调节。本文建立了回转传动系统磁流变振动控制的动力学方程,通过数值实验方法和分析法研究了联轴器扭矩传递特性、阻尼耗能缓冲特性、齿轮啮合力变化以及传递效率等系统特性,预测了系统在定常及随机载荷激励作用下的动态响应和冲击载荷的磁流变抑制效果。结果表明,磁流变弹性体联轴器不影响起重机回转传动系统的扭矩传递能力和传动效率,可以显著地降低系统对冲击载荷振动响应的峰值,改善回转传动系统的抗冲击性能,提高传动系统的可靠性。     

起重机回转系统的磁流变减振研究

提出一种基于磁流变减压混合模式的面向大功率起重机回转机构冲击载荷的控制方法:在回转机构传动系统的输出端采用波纹状磁流变联轴器将输出轴与回转小齿轮联接,通过控制联轴器的扭转刚度和阻尼特性来调整系统的传动特性,实现对回转机构振动冲击响应特性的调节。结合2种成熟的磁流变液扭矩传递装置结构,通过建立波纹状磁流变联轴器的整体机理模型,根据实际工况,对MQ3235门座起重机回转机构的振动系统动力学模型进行启动过程的数值模拟。结果表明,在确保波纹状磁流变液联轴器的传动转矩能够达到系统要求后,其运动学参数满足起重机回转机构正常工作条件下,齿轮啮合冲击载荷峰值明显减小,最大耗能系数可达到15%,在改善驾驶人员的操作舒适性的同时,提高了起重机回转机构的工作可靠性。     

基于变特性的双机并车轴系扭振计算与分析

本文针对某船双机并车柴油机推进系统,进行轴系扭转振动当量简化,同时考虑盖斯林格联轴器扭转刚度、阻尼随着转速变化而变化的特性,对轴系扭转振动自由特性及强迫振动特性进行分析,说明盖斯林格联轴器的变特性不可忽视,并经实船测试验证计算结果的正确性。     

燃气轮发电机组短路故障时的机电耦合分析

  目的  对于电力推进装置,推进电机短路故障时的瞬态扭矩激励峰值很大,对推进系统的运行安全影响较大。为此,提出一种短路故障工况下推进装置扭振计算方法。  方法  根据船舶推进装置扭振分析理论,建立系统的时域扭振计算模型,给出短路时推进电机瞬态冲击扭矩作用下系统的响应计算方法。基于此,建立某电力推进装置的计算模型,对其扭振固有特性及3极和2极短路故障时的系统扭振响应进行计算与分析。  结果  结果表明,系统动态特性对短路冲击扭矩的传递具有重要影响,其中,高于系统第1阶弹性模态频率的扭矩成分在传递至推进器端时的衰减很大,推进器处的动态扭矩以第1阶弹性模态频率成分为主,而在推进电机与传动轴−推进器之间设置高弹性联轴器,能大幅衰减冲击扭矩引起的动态响应;瞬态扭矩响应最大值随着电机转速的增加而增加,交变扭矩可达到数倍平均扭矩,由此引起齿轮传动装置的齿面敲击,且传动部件瞬时扭转应力较大。  结论  提出的时间域扭振模型及方法可用于电力推进装置在短路瞬态冲击作用下的响应计算分析,在设计阶段对短路冲击作用下的扭振响应进行校核非常必要,可提高电力推进装置运行的安全性。     

膜盘联轴器减振机理分析

将膜盘联轴器简化为多杆模型,基于动态响应特性进行参数等效,建立并求解模型的波动方程。从支反力做功的角度分析膜盘联轴器的减振机理。利用有限元软件进行数值计算,验证数值仿真结果与理论解的一致性。     

全回转推进轴系扭振计算方法研究

分析了全回转推进轴系的特点,建立了全回转推进轴系的扭转振动计算当量模型,提出了扭转振动计算中考虑系统功率分配以及万向联轴器的二次激励的计算方法。以某78m海洋平台供应船全回转推进轴系为例,进行了系统自由振动及强迫振动计算,并与实船扭振测试进行对比,结果表明,考虑系统功率分配及万向联轴器二次激励后的计算更接近于实际,验证了所提出全回转推进轴系扭振计算方法的正确性。     

高弹性联轴器结构振动传递特性试验研究

为减少舰船动力装置中的振动传递,设计了高弹性联轴器样机及振动传递特性试验系统.以振级落差为评价指标,研究了弹性橡胶件及弹性膜片对联轴器轴向、径向以及扭转方向的固有频率与振级落差的影响.试验结果显示,膜片数量的变化对高弹性联轴器的振动隔离效果影响较小,而橡胶件对振动传递特性影响较大,能显著提高在50 Hz以上频率时的振动隔离效果,在400 Hz以上频率时的隔振效果可达到50 d B.试验系统可为高弹性联轴器的振动传递特性测试及其结构设计提供一定的参考.     

双体工程辅助船波浪载荷

为预报双体工程辅助船在波浪中的运动响应,采用直接计算法和SESAM软件对其波浪载荷进行直接计算。计算结果表明:双体工程辅助船的垂荡运动响应在横浪时达到最大;纵摇运动响应从横浪到顶浪逐渐增大;横摇运动响应在横浪时达到最大;纵摇有关扭矩在艏(艉)斜浪时达到最大,满载出港工况下的响应幅值最大,压载到港和满载出港结冰工况下的响应幅值比较接近;纵向扭矩在艏斜浪附近时响应幅值达到最大,压载到港工况下的响应幅值最大,满载出港结冰工况下的响应幅值最小,即双体工程辅助船在压载航行时的纵向扭转较为严重。从双体工程辅助船结构设计、驾驶及其理论研究等角度提出了建议与对策。     

基于DDAM的套筒式液压联轴器抗冲击性能及影响因素分析

本文基于DDAM法建立某型套筒式液压联轴器抗冲击数值模型,通过对不同冲击载荷下主要部件的抗冲击响应分析,完成了液压联轴器的抗冲击性能评估。在此基础上,开展液压联轴器抗冲击性能影响因素研究,分析联轴器相对布置位置、轴段长径比、轴段与联轴器重量比以及轴段端面约束方式对液压联轴器抗冲击性能的影响规律。通过正交实验,分析了上述4种因素对液压联轴器抗冲击性能的影响程度。研究结果表明,垂向冲击载荷作用下液压联轴器各部件产生的冲击响应最大。在不同方向冲击载荷作用下内套产生的冲击应力最大,表明内套是液压联轴器抗冲击性能最敏感部件。相比于固定约束边界条件,通过弹簧模拟油膜刚度的轴段端面约束边界条件将导致液压联轴器应力增大。此外,连接轴段重量和液压联轴器相对布置位置对其冲击应力计算结果影响明显,整体质量越大、液压联轴器布置越靠近两轴段中间位置将使得冲击应力值增大。     

MTU20V8000M71型高速柴油机研发介绍

  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。     

舵-轴系统流致振动特性的影响因素

针对具有低质量比和小展弦比的舵-轴系统,设计了一种用以分析其流致振动特性的实验方案。使用一组拉伸弹簧模拟系统的扭转刚度,并利用精准的测量方法对系统的扭转刚度、重心位置以及转动惯量进行标定。实验在重力式水洞中进行,测量并分析了来流速度、支撑刚度、扭转刚度对系统振动形态以及颤振速度的影响。通过将实验值与数值计算结果进行比较,发现二者吻合良好。此外,利用两自由度运动方程分别计算了舵-轴系统在不同重心位置、刚心位置、初始攻角、舵的质量、弦长以及展长条件下的颤振速度,得到了各参数值的变化对系统振动特性的影响规律。由于在舵-轴系统的主要结构参数中,支撑刚度和扭转刚度、重心位置和刚心位置、舵的弦长和展长这三对参数各自存在着相关性,所以为了更全面了解参数变化对系统颤振速度的影响,进一步分析了每对参数同时变化对系统振动形态的影响。     

膜盘联轴器膜盘应力与刚度分析

膜盘联轴器以其结构简单、体积小、可靠性高能够最大限度的通过其弹性变形补偿输入输出端的位移偏差,而被广泛应用于航空、船舶以及化工等领域.膜盘是联轴器关键部件之一,但作为旋转机械,膜盘属于易损部件,故本文对膜盘在各载荷作用下应力分布情况进行仿真分析,同时对其扭转刚度、轴向刚度、角向刚度做计算分析,计算结果可为膜盘结构设计以及优化提供重要参考.     

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.     

承船厢二维非线性晃动的分析

本文根据流体力学势流理论和刚体动力学原理并借助"Mathematica"符号计算软件,建立了描述升船机承船厢悬挂系统的刚体竖直振动及纵摆振动和厢内水体运动相互耦合的非线性动力学数学模型,推导了非线性耦合动力学常微分方程组及其线性化方程的系数矩阵,提出了系统线性稳定性的判定方法;通过计算三峡全平衡垂直升船机钢丝绳卷扬方案承船厢悬挂系统的线性化动力学方程系数矩阵的特征值,并对非线性微分方程的动态响应进行数值仿真,对升船机承船厢悬挂系统的稳定性以及非线性因素对稳定性的影响等问题进行了初步的研究.     

舵系统的颤振计算与分析

为了研究舵系统水弹性特性,基于二元水翼线性颤振模型对舵系统的颤振特性进行数值计算与分析,计算结果与文献仿真数据较为吻合,验证了模型的有效性。利用该模型计算和分析频率比、重心、扭转刚度等线性参数对舵系统颤振的影响规律。此外,结合两自由度二元水翼任意运动时域水动力计算方法,对舵系统非线性颤振现象进行计算,获取传动间隙等因素对非线性颤振的影响规律。研究结果表明：减小质心到弹性轴的距离、增加舵的扭转刚度,有利于提高颤振速度;间隙等非线性因素的存在可能导致系统出现极限循环振荡,激发噪声,应加以控制。     

Vibration reduction of floating elastic plates in water waves

Based on the dynamical theories of water waves and Mindlin plates, the investigation of the wave-induced responses and the vibration reduction of an elastic floating plate in water waves are presented by using the Wiener–Hopf technique. Firstly, without regard for the case of elastic connector, the calculated results obtained by the present method are in good agreement with the results from the literature and the experimental results. Therefore, it can be shown that the present method is valid. Secondly, the relations between the spring stiffness and the parameters of wave-induced responses of floating plates, which is used to connect the sea bottom and the floating plate's edge, are analyzed by the present method. Therefore, these results can be used as theoretical bases at the design stage of super floating platform systems.     

船舶推进轴系纵扭耦合振动研究

本文建立了大型船舶柴油机推进轴系纵扭耦合振动计算的系统矩阵模型。在耦会效应的考虑上，柴油机曲轴计入其当量耦合刚度；而螺旋桨则用当量加速度耦合系数和当量速度耦合系数描述。通过对实部轴系纵扭耦合振动的计算与实测分析，对耦合振动的一般规律进行了研究。