船用低速柴油機(jī)軸系扭振及其冰區(qū)特性的研究.pdf

1、船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動的研究已經(jīng)歷一個(gè)多世紀(jì)，嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)振動會造成曲軸、中間軸、螺旋槳軸斷裂，齒輪磨損，過大噪聲等危害，這些危害將影響船舶的安全航行。此外，隨著北極航道的逐漸開通，冰區(qū)船舶的需求愈來愈大，船舶在冰層的沖擊下，螺旋槳與冰塊的相互作用使得推進(jìn)軸系的扭振狀態(tài)更加復(fù)雜，船舶推進(jìn)軸系系統(tǒng)面臨著更大的考驗(yàn)。因此，研究船用柴油機(jī)軸系扭轉(zhuǎn)振動及其冰區(qū)特性對于冰區(qū)航運(yùn)乃至世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有非常重要的意義。本文對扭振計(jì)算理論進(jìn)行研究和整合，系統(tǒng)分

2、析了影響扭振計(jì)算的各個(gè)因素并比較了多種扭振計(jì)算方法。同時(shí)，基于MATLAB的GUI開發(fā)平臺，開發(fā)了船舶軸系扭振計(jì)算軟件，并以6S70MC-C型柴油機(jī)為例進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算驗(yàn)證。最后，對船舶軸系扭振的冰區(qū)加強(qiáng)理論進(jìn)行了深入的研究，并以6S70MC-C型柴油機(jī)為研究對象，結(jié)合所開發(fā)扭振計(jì)算軟件，對船用低速柴油機(jī)的冰區(qū)扭振特性進(jìn)行了計(jì)算分析。
　　本文涉及的主要工作內(nèi)容包括扭振當(dāng)量系統(tǒng)計(jì)算模型的建立，霍爾茨法、場矩陣法的自由扭振計(jì)算對比，簡

3、諧系數(shù)和阻尼計(jì)算方法的探討，扭振軟件編程，船用低速柴油機(jī)冰區(qū)扭振計(jì)算的研究等。通過計(jì)算和驗(yàn)證，認(rèn)為場矩陣法和動力放大系數(shù)法具有較高的計(jì)算精度，且具有很好的可編程性;通過分析和對比現(xiàn)有資料，對四葉螺旋槳冰塊扭矩激勵的計(jì)算和設(shè)計(jì)冰塊扭矩隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系提出了合理的建議和討論;最后采用穩(wěn)態(tài)頻域求解方式，針對四葉螺旋槳，通過對6S70MC-C型柴油機(jī)軸系扭振的冰區(qū)加強(qiáng)計(jì)算，結(jié)果表明90°單冰塊沖擊工況對軸系扭振狀態(tài)影響最大，在發(fā)生葉片次共振時(shí)，