船舶主機(jī)燃油供給管系振動(dòng)研究.pdf

1、船舶動(dòng)力輸流管系振動(dòng)問題有著廣闊的工程背景,是船舶機(jī)艙安全性能的重要影響因素。作為各類動(dòng)力設(shè)備之間油、水、氣等流體的輸運(yùn)載體,繁雜的管系與各類動(dòng)力設(shè)備相連,布置于船舶機(jī)艙之中,由于各種原因造成的管路振動(dòng)嚴(yán)重影響管系的使用壽命,威脅船舶機(jī)艙安全。因此,本文結(jié)合某船在建造初期出現(xiàn)的主機(jī)燃油供給管系振動(dòng)現(xiàn)象,對輸流管系振動(dòng)問題形成機(jī)理進(jìn)行了深入分析,對管系結(jié)構(gòu)和內(nèi)部流體脈動(dòng)狀態(tài)對管系振動(dòng)的影響作用進(jìn)行了研究,以期獲得降低該船主機(jī)燃油供給管系振

2、動(dòng)問題的有效措施。
　　為此,具體開展了以下研究工作:首先,通過振動(dòng)測試方法,對出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)問題管系,研究其結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)頻率、結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量分布,同時(shí)研究了管系內(nèi)部燃油壓力脈動(dòng)特性,分析了出現(xiàn)管系振動(dòng)問題的成因。其次,通過結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算對管系采用不同類型馬腳約束、不同管路尺寸等改造措施進(jìn)行了優(yōu)化分析,得出了馬腳約束能力對管系固有振動(dòng)特性的影響;通過一維流體仿真計(jì)算,對加裝管路蓄能器后管系內(nèi)部燃油壓力脈動(dòng)情況進(jìn)行了優(yōu)化分析,得出了

3、蓄能器對燃油壓力脈動(dòng)的影響。最后,根據(jù)虛擬儀器技術(shù),利用振動(dòng)分析法構(gòu)建了該管系振動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng),通過一定周期內(nèi)的振動(dòng)監(jiān)測結(jié)果,建立了某船燃油供給管系在不同模式下的振動(dòng)預(yù)警與報(bào)警機(jī)制。
　　分析數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果發(fā)現(xiàn):船舶管系采用簡單的線性馬腳約束時(shí),其軸向約束能力較差,極易出現(xiàn)軸向約束減弱或失效,導(dǎo)致管路結(jié)構(gòu)整體固有振動(dòng)頻率降低,若與主機(jī)的振動(dòng)激勵(lì)頻率接近,則極易出現(xiàn)管路共振現(xiàn)象;在主機(jī)工作過程中,燃油的壓力脈動(dòng)對管路形成強(qiáng)烈