基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的船舶軸系動(dòng)力學(xué)仿真與分析.pdf

1、在船舶航行中，軸系連接船舶主機(jī)和螺旋槳，是傳遞船舶動(dòng)力的重要組成部分，對(duì)經(jīng)濟(jì)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(dòng)力裝置的可靠性和船舶的運(yùn)行安全，因此有必要對(duì)船舶軸系進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和能耗分析，來評(píng)價(jià)動(dòng)力裝置的可靠性，并且對(duì)軸系的設(shè)計(jì)也有指導(dǎo)意義。
　　 本文主要對(duì)中間軸承摩擦損失功率做了理論計(jì)算，介紹了多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和有限元理論，簡(jiǎn)述了多體動(dòng)力學(xué)的建模方法和算法原理。以某軸系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為研究對(duì)象，利用Pro/E并

2、根據(jù)軸系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)際尺寸建立實(shí)體三維模型，聯(lián)合運(yùn)用ADAMS及ANSYS建立了軸系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的多剛體模型、有限元模型和剛?cè)峄旌夏Ｐ?。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)本文根據(jù)軸系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)際尺寸建立多剛體模型，運(yùn)用ADAMS對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)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(shí)驗(yàn)平

3、臺(tái)的剛?cè)峄旌夏Ｐ停⑴c多剛體軸系動(dòng)力學(xué)仿真的各個(gè)動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)比。結(jié)果表明，采用剛?cè)峄旌夏Ｐ蛠磉M(jìn)行仿真計(jì)算更加貼近工程實(shí)際。
　　 (3)通過對(duì)軸承添加摩擦力矩，進(jìn)行扭矩-轉(zhuǎn)速特性分析，發(fā)現(xiàn)軸系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)仿真系統(tǒng)的扭矩測(cè)量系統(tǒng)并沒有扭矩轉(zhuǎn)速特性，這與理論情況是相符的。并在不同載荷及轉(zhuǎn)速下分析軸功率損失的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)與理論計(jì)算得到的軸功率損失百分比比較吻合。
　　 (4)本文還運(yùn)用ADAMS/Vibration模塊對(duì)模型進(jìn)行

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