基于柔性多體動力學(xué)的船用水泵振動特性分析.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。對水泵結(jié)構(gòu)的振動預(yù)測是船用水泵設(shè)計(jì)制造過程中必不可少的步驟，振動強(qiáng)度過大會影響船舶航運(yùn)的安全性，應(yīng)用在軍艦上則會降低軍艦的隱蔽性。為了改善船用水泵的振動性能、實(shí)現(xiàn)水泵的減振降噪，對其進(jìn)行振動特性分析是很有必要的。本文以船用二級離心泵為對象，從水泵的動力學(xué)建模、動力學(xué)仿真、振動特性分析以及振動模態(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

2、水泵的振動影響特別大。首先對船用水泵機(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，并將識別出的結(jié)合部特性參數(shù)融入到方程式中。基于柔性多體動力學(xué)的相關(guān)理論，利用假設(shè)模態(tài)法對葉輪葉片進(jìn)行離散，得到了葉片的耦合變形式。同時考慮船用水泵關(guān)鍵零部件的大范圍運(yùn)動、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力學(xué)方程，通過對水泵的運(yùn)動學(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。通過導(dǎo)入模態(tài)中性文件，利用多體動力學(xué)分析軟件中的柔性模塊，建立了泵軸組件的柔體動力學(xué)模型，在柔體動力學(xué)模型中施加激勵與輸出響應(yīng)測試通道，對模型進(jìn)行動力學(xué)仿真和受