基于實驗平臺的船舶軸系動力學仿真與分析.pdf

1、在船舶航行中，軸系連接船舶主機和螺旋槳，是傳遞船舶動力的重要組成部分，對經濟性和高效性的要求是不言而喻的。軸系工作狀態(tài)的好壞直接影響到動力裝置的可靠性和船舶的運行安全，因此有必要對船舶軸系進行動力學和能耗分析，來評價動力裝置的可靠性，并且對軸系的設計也有指導意義。
　　 本文主要對中間軸承摩擦損失功率做了理論計算，介紹了多體系統(tǒng)動力學和有限元理論，簡述了多體動力學的建模方法和算法原理。以某軸系實驗平臺為研究對象，利用Pro/E并

2、根據軸系實驗平臺的實際尺寸建立實體三維模型，聯合運用ADAMS及ANSYS建立了軸系實驗平臺的多剛體模型、有限元模型和剛柔混合模型。論文的主要研究內容和結論如下:
　　 (1)本文根據軸系實驗平臺實際尺寸建立多剛體模型，運用ADAMS對其進行動力學仿真分析，研究了多剛體軸系在角速度、角加速度以及軸承受力等方面的動力學特性。
　　 (2)利用ANSYS有限元分析軟件將軸系柔性化，以替換ADAMS中的剛性軸，建立了軸系實驗平

3、臺的剛柔混合模型，并與多剛體軸系動力學仿真的各個動力學參數對比。結果表明，采用剛柔混合模型來進行仿真計算更加貼近工程實際。
　　 (3)通過對軸承添加摩擦力矩，進行扭矩-轉速特性分析，發(fā)現軸系實驗平臺仿真系統(tǒng)的扭矩測量系統(tǒng)并沒有扭矩轉速特性，這與理論情況是相符的。并在不同載荷及轉速下分析軸功率損失的變化規(guī)律，發(fā)現與理論計算得到的軸功率損失百分比比較吻合。
　　 (4)本文還運用ADAMS/Vibration模塊對模型進行

4、軸系的扭轉振動仿真分析，得到軸系實驗平臺軸系的固有頻率和振型以及其臨界轉速，從而更直觀地了解軸系實驗平臺軸系的扭振變化。計算出的軸系實驗平臺軸系的前幾階固有頻率較低，因此在其轉速范圍內扭轉振動的共振轉速分布非常廣泛，必須對此予以重視。另外ADAMS/Vibration模塊輸出的扭轉振動頻率響應曲線的低頻振幅峰值與由ADAMS/Linear計算得出的扭振固有頻率基本保持一致。由此可知ADAMS/Linear計算得出的系統(tǒng)扭振固有頻率是可信