考慮船體變形的船舶推進軸系振動特性仿真與試驗研究.pdf

1、船舶在海上航行時由于負載的分布以及波浪載荷的作用，船體會產生變形。船體變形將引起船舶推進軸系的軸承位置改變，進而影響推進軸系振動的特性。目前國內外學者對船舶推進軸系振動特性的研究主要考慮了螺旋槳激勵以及柴油機激勵，對船體變形的作用研究較少。而隨著船舶的大型化發(fā)展，船體變形引起的軸承位置改變對推進軸系振動特性的影響十分顯著，因此考慮船體變形作用的船舶推進軸系振動特性具有重要意義。本文以小比例軸系試驗臺為研究對象，應用ANSYS有限元軟件以

2、及試驗方法對推進軸系振動特性進行了研究，重點分析船體變形對軸系振動特性的影響。論文的主要研究工作和結論如下：
　?。?）應用有限元軟件ANSYS計算船舶推進軸系的自由振動特性。根據小比例軸系試驗臺的具體參數和邊界條件，采用Beam188單元建立推進軸系的三維有限元模型，進行軸系的模態(tài)分析，分別計算推進軸系的扭轉振動、縱向振動和回旋振動的固有頻率和振型，分析軸系振動的特點，作為船體變形對推進軸系振動影響的參照依據。
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3、應用有限元軟件ANSYS計算船體靜態(tài)變形對軸系振動特性的影響。計算結果表明：船體的靜態(tài)變形對船舶推進軸系的回旋振動固有頻率有一定的影響，隨著垂向船體變形的增加，軸系垂向回旋振動頻率變化增大，但在橫向的船體變形對軸系振動頻率影響較?。淮w靜態(tài)變形對扭振和縱振幾乎沒有影響；軸系靠近電機的中間軸承位置變化對軸系振動頻率的影響最大。
　?。?）應用有限元軟件ANSYS計算船體動態(tài)變形對軸系振動特性的影響。計算結果表明：船體在垂向和橫向的動

4、態(tài)變形會引起推進軸系的扭振和回旋振動，其中對扭振影響非常小，對回旋振動影響較大，但不會引起縱向振動；垂向的變形對軸系振動的影響大于橫向的變形；軸系靠近電機的中間軸對船體動態(tài)變形較為敏感；船體動態(tài)變形對軸系垂向的振動影響大于橫向的振動。
　?。?）利用小比例軸系試驗臺進行在船體動態(tài)變形作用下軸系振動特性的試驗研究。試驗結果表明：船體在垂向和橫向的動態(tài)變形會引起船舶推進軸系的回旋振動，其中垂向激勵對軸系垂直方向振動的影響大，橫向激勵對