推進(jìn)軸系曲線校中和回旋振動(dòng)的理論研究及程序開(kāi)發(fā).pdf

1、船舶推進(jìn)軸系是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分，推進(jìn)軸系的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)是船舶安全運(yùn)行的保障。軸系校中及回旋振動(dòng)分析是軸系設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，針對(duì)現(xiàn)有校中方法的不足及提高我國(guó)船舶制造水平的需要，有必要改進(jìn)校中方法并開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軸系校中計(jì)算程序及回旋振動(dòng)計(jì)算程序。
　　本文提出了軸系曲線校中的概念，曲線校中后運(yùn)轉(zhuǎn)中的船舶推進(jìn)軸系軸線基本是撓度曲線，軸系撓度不是導(dǎo)致回旋振動(dòng)的因素。曲線校中計(jì)算的撓度曲線滿足設(shè)計(jì)需要，撓度值及轉(zhuǎn)角值沒(méi)有上下限

2、限制，并建議安裝時(shí)完全順應(yīng)軸系撓度曲線布置軸承，從而保證軸承比壓均勻，基本消除軸承自身的偏磨。
　　依照軸系曲線校中，通過(guò)分析認(rèn)為現(xiàn)有船舶標(biāo)準(zhǔn)CB/Z338-2005對(duì)軸頸與軸承孔的相對(duì)夾角的限制值—3.5×10-4rad—太大，需要更加嚴(yán)格。
　　為了得到滿足曲線校中設(shè)計(jì)需要的撓度曲線以及校中相關(guān)參數(shù)，本文介紹了傳遞矩陣法的基本原理，并闡述了傳遞矩陣法在軸系校中計(jì)算中的應(yīng)用。使用傳遞矩陣法在MATLAB平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了軸系校中

3、計(jì)算程序，并基于該校中計(jì)算程序?qū)蓚€(gè)軸系算例進(jìn)行了軸系校中計(jì)算，包括軸承變位值、軸承負(fù)荷、軸系負(fù)荷影響系數(shù)、軸承負(fù)荷頂舉系數(shù)及軸系的撓度、轉(zhuǎn)角、彎矩、剪力等參數(shù)的計(jì)算，驗(yàn)證了該程序的計(jì)算能力。同時(shí)，將計(jì)算結(jié)果與其他結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該程序的準(zhǔn)確性及可靠性。討論了螺旋槳推力、軸線傾斜、軸承跨距及艉管后軸承變位值等因素對(duì)軸系校中的影響，為優(yōu)化軸系校中計(jì)算及軸系設(shè)計(jì)提供了理論支持。
　　本文基于船舶軸系曲線校中的概念，建立了軸系的集總

4、參數(shù)單元-分布參數(shù)單元混合系統(tǒng)模型用于回旋振動(dòng)計(jì)算，在MATLAB平臺(tái)上基于Prohl傳遞矩陣法以及Riccati傳遞矩陣法開(kāi)發(fā)了軸系的回旋振動(dòng)固有頻率計(jì)算程序，并將此程序應(yīng)用到兩個(gè)軸系算例，驗(yàn)證程序的準(zhǔn)確性。本文還討論了軸承剛度、螺旋槳附連水效應(yīng)等因素對(duì)回旋振動(dòng)特性的影響。
　　另外，本文還基于ANSYS及ADAMS軟件對(duì)軸系進(jìn)行了靜力學(xué)仿真及動(dòng)力學(xué)仿真，為軸系校中計(jì)算及回旋振動(dòng)分析提供了新的驗(yàn)證思路，并對(duì)優(yōu)化軸系設(shè)計(jì)、防止軸系