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船舶轴系振动研究

周春良  
【摘要】: 本文系统地研究了某船轴系的振动问题。涉及:船舶轴系三维实体模型的建立,影响船舶轴系固有振动特性的因素研究,各种激振力作用下船舶轴系的振动响应,裂纹轴非线性动力学研究,船舶轴系耦合振动研究。旨在全面地揭示所分析船舶轴系振动特性。具体内容如下: 第一章论述了船舶轴系振动型式、产生机理及与其相关的各研究领域的研究现状,阐明了论文的立题目的及意义,并介绍了研究的主要内容。 第二章详细介绍了船舶轴系振动的分类、产生机理、研究方法:介绍了船舶轴系振动计算的有限元方法,给出了有限元方法的基本理论;介绍了本文振动研究的软件实现;给出了某船轴系的参数,并建立了船舶轴系的三维实体模型。 第三章基于有限元计算软件ANSYS,详细分析了影响船舶轴系固有振动特性的因素,其中包括可调距螺旋桨的影响、船舶轴系支承轴承的影响、不对中因素影响、弯曲轴段影响、齿轮啮合影响。 第四章利用有限元方法,计算分析了船舶轴系在各种激振力作用下的振动响应,其中包括螺旋桨激励下船舶轴系振动响应、齿轮啮合激励下船舶轴系振动响应、船体随机激励下船舶轴系振动响应。计算结果表明螺旋桨激励对船舶轴系振动影响很大,因此在任何船舶轴系振动的研究中,都必须重视螺旋桨激励的影响。 第五章利用已有的裂纹轴的动力学模型,采用Matlab/Simlink仿真方法,对影响裂纹轴非线性振动的各个因素进行了较详尽的分析研究。同时,对比裂纹轴和船舶轴系特定轴段,类比给出了船舶轴系裂纹轴段的非线性振动特性。通过数值分析,揭示了研究对象的一些非线性特征。 第六章主要采用先有的几个耦合振动模型,利用数值仿真方法,研究了转子系统弯扭耦合振动和弯扭纵耦合振动,得出了一定的结论。由于船舶轴系振动实际上是在各种激振力作用下弯扭纵耦合振动,所以本章的研究,对于今后开展更为深入的船舶轴系振动研究乃至其它转子振动研究都有一定的借鉴意义。 最后,在第七章中,作者对全文的主要工作、特点、创新与贡献之处进行了概括与总结,并简列了本课题今后值得进一步研究的几个方向。


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