基于柔性多體動(dòng)力學(xué)的船用水泵振動(dòng)特性分析.pdf

1、船用水泵是保證船舶正常航行、滿足船員和旅客生活需要的重要輔機(jī)之一。對(duì)水泵結(jié)構(gòu)的振動(dòng)預(yù)測(cè)是船用水泵設(shè)計(jì)制造過(guò)程中必不可少的步驟，振動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大會(huì)影響船舶航運(yùn)的安全性，應(yīng)用在軍艦上則會(huì)降低軍艦的隱蔽性。為了改善船用水泵的振動(dòng)性能、實(shí)現(xiàn)水泵的減振降噪，對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)特性分析是很有必要的。本文以船用二級(jí)離心泵為對(duì)象，從水泵的動(dòng)力學(xué)建模、動(dòng)力學(xué)仿真、振動(dòng)特性分析以及振動(dòng)模態(tài)試驗(yàn)等方面進(jìn)行深入的研究。
　　由于船用水泵各零部件聯(lián)接處的剛度和阻尼對(duì)

2、水泵的振動(dòng)影響特別大。首先對(duì)船用水泵機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)合部特性進(jìn)行了理論解析，把結(jié)合點(diǎn)等效為彈簧-阻尼單元，從最基本的振動(dòng)方程出發(fā)，推導(dǎo)出了單平面結(jié)合部剛度和阻尼的表達(dá)式，建立了水泵結(jié)合部的等效動(dòng)力學(xué)模型。推導(dǎo)出了兩子結(jié)構(gòu)剛性結(jié)合與柔性結(jié)合的方程式，并將識(shí)別出的結(jié)合部特性參數(shù)融入到方程式中?；谌嵝远囿w動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論，利用假設(shè)模態(tài)法對(duì)葉輪葉片進(jìn)行離散，得到了葉片的耦合變形式。同時(shí)考慮船用水泵關(guān)鍵零部件的大范圍運(yùn)動(dòng)、構(gòu)件本身的變形以及耦合變形

3、項(xiàng)，利用拉格朗日方程推導(dǎo)出水泵泵軸組件的柔性多體動(dòng)力學(xué)方程，通過(guò)對(duì)水泵的運(yùn)動(dòng)學(xué)變量和柔性變形變量進(jìn)行耦合求解，最終得到了水泵的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。
　　建立了水泵泵軸組件的三維實(shí)體模型，利用有限元軟件對(duì)葉輪、泵軸等關(guān)鍵部件進(jìn)行模態(tài)分析并做柔性化處理，導(dǎo)出相關(guān)的模態(tài)中性文件。通過(guò)導(dǎo)入模態(tài)中性文件，利用多體動(dòng)力學(xué)分析軟件中的柔性模塊，建立了泵軸組件的柔體動(dòng)力學(xué)模型，在柔體動(dòng)力學(xué)模型中施加激勵(lì)與輸出響應(yīng)測(cè)試通道，對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真和受