大功率復(fù)雜推進軸系扭振特性的研究.pdf

1、船舶推進軸系是船舶動力裝置的重要組成部分,包括從主機輸出端推力軸承直到螺旋槳之間的傳動軸以及軸上的附件。在船舶航行過程中,推進軸系受多種復(fù)雜載荷的作用,軸系扭轉(zhuǎn)振動是影響艦船動力裝置可靠性的重要因素之一。如果軸系長期工作于危險的臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi),則可能導(dǎo)致軸系動態(tài)性能的下降,產(chǎn)生變形及其疲勞失效,甚至發(fā)生扭斷現(xiàn)象。這些都直接影響船舶航行性能和安全性,所以對軸系扭轉(zhuǎn)振動計算的研究具有十分重要的意義。
　　本文在對傳統(tǒng)軸系扭轉(zhuǎn)振動計算及

2、船標作了詳細研究和分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合軸系計算的需求針對大功率復(fù)雜推進軸系的特點,分別在建模及算法方面進行了改進,并根據(jù)改進結(jié)果編制了相應(yīng)的計算軟件。
　　在建模和參數(shù)確定方面的改進包括:提出基于擬定場法計算不平衡激勵力矩的方法,不僅解決了調(diào)距槳在變螺距工況下的計算,而且將船標中涉及的螺旋槳激勵力計算由葉頻分量擴展到了高諧次的分量;細化了傳統(tǒng)計算中齒輪箱的建模,不僅計入了齒輪嚙合剛度的影響,更給出了齒輪嚙合引起的額外激勵的計算方法,

3、使得大規(guī)模齒輪箱的建模與實際情況更吻合;結(jié)合結(jié)構(gòu)力學與粘性流體力學理論,推導(dǎo)了帶套管且內(nèi)充液壓油的軸段的等效剛度計算公式,填補了船標計算的不足。
　　在算法改進方面的改進包括:根據(jù)計算發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)傳遞矩陣法在分支結(jié)構(gòu)計算中存在易發(fā)生“漏根”的缺點,經(jīng)理論分析及算例對比找到了該方法產(chǎn)生漏根計算的根本原因。并在此基礎(chǔ)上改進了傳統(tǒng)的傳遞矩陣法,通過增加判定有效地解決了“漏根”缺陷,并通過某行政船的實船計算對比驗證了改進的有效性。
　　

4、隨后,在前兩項工作的支持下,利用結(jié)合 VB.net與matlab的混合編成方法編寫了適用于任意大型復(fù)雜推進軸系扭振計算的軟件,該軟件發(fā)揮了兩種開發(fā)工具的特點,將參數(shù)輸入輸出模塊與計算核心模塊分離,分別利用VB.net與matlab對其進行開發(fā),再通過接口程序?qū)⑵湔系玫阶罱K軟件。這樣做充分發(fā)揮了VB.net在人機界面處理上的特長及matlab在矩陣計算方面的優(yōu)勢,不僅保證了輸入輸出效率及界面的友好度,同時也提高了計算精度,節(jié)約了計算資源