轴系校中参数与轴系振动特性相关性仿真研究.pdf

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1、第38卷第1期2016年1月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．38，No．1Jan．，2016轴系校中参数与轴系振动特性相关性仿真研究方国强(北京西三环中路19号甲4，北京100841)摘要：轴系安装工艺参数与轴系振动特性相关性规律研究具有重要的工程应用价值。以典型舰船轴系为研究对象，通过有限元法分析轴系纵向、横向振动模态，开展轴系在典型工况螺旋桨叶频激励下的振动响应分析。在此基础上，定性分析轴系校中工艺参数对轴系振动特性的影响规律。结果表明：轴系横向振动加速度级明显大于纵向振动加速度级幅值，横向振动位移呈现出从尾至首的递减规律，现行的轴系直线

2、校中验收指标已较为严格，轴系法兰、离合器的偏移曲折对轴系振动特性影响十分有限。关键词：船舶轴系；校中参数；振动特性；相关性规律中图分类号：U661．44文献标识码：A文章编号：1672—7649(2016)1—0067—05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2016．1．014ThecorrelationrulesoftypicalhullshaftingvibrationcharacteristicswithalignmentparametersFANGGuo-qiang(BeijingWestThirdRingRoadl9A4，Beijing1008

3、41，China)Abstract：Takentypicalhullshaftingsystemasinvestigatedsubject，thelongitudinalandtransversemodelanalysisofshaftingiscarriedoutthroughFEM．Furthermore，thevibrationcharacteristicsundernavigationpropellermotivationareanalyzed．Onthisbase，theinfluencesofshaftingalignmentparametersonshafting

4、vibrationcharacteristicsareresearched．Theresultshowsthatthetransversevibrationaccelerationleveloftypicalshaftingoperatingmodeismuchhigherthanlongitudinalvibrationaccelerationlevel．Thetransversevibrationdisplacementsexhibitdiminishinglawfromthesterntothebow．Thecurrentacceptanceindexofshafting

5、alignmentisrelativelystrict．ThedeviationandmeanderingOI‘shaftflangeandclutchareverylimited．Keywords：hullshafting；alignmentparameters；vibrationcharacteristics；correlationrules0引言轴系运行时的振动特性受到各方面因素的影响，很难得到其固有振动特性的实验数据，目前最好的方法是应用有限元仿真计算分析方法对其进行振动模态分析和谐响应分析。而轴系安装过程中的每一项工艺参数均可能对其声学特性参数产生相应的影响。本文通过

6、有限元法建立某型船轴系振动有限元模型，分析轴系纵向、横向振动模态，开展轴系在典型工况螺旋桨叶频激励下的振动响应分析。在此基础上，定性分析轴系校中工艺参数对轴系振动特性的影响规律，为轴系低噪声安装工艺提供参考。1典型船舶轴系建模结合某型船舶轴系和船体尾部结构特点，应用不同的有限元单元进行建模，并对复杂结构进行局收稿日期：2015—09—20作者简介：方国强(1971一)，男，高级工程师，主要从事舰船装备管理工作。·68·舰船科学技术第38卷部细化处理，根据各部件所采用的材料定义单元属性。为减少海水对轴系的影响，需充分考虑螺旋桨的附连水效应。并针对螺旋桨复杂的外形特点，合理选取螺旋

7、桨附连水系数、极转动惯量附连水系数以及径向转动惯量附连水系数。某型船轴系为单轴系，建模时，螺旋桨轴、尾轴、推力轴和中间轴定义为三维梁单元，将螺旋桨定义为集中质量单元，并将弹性离合器外毂轮根据其转动惯量和质量进行等效化处理，从而形成轴系有限元模型，各单元的尺寸控制在50mm内，局部形态不规则部位采用尺寸较小单元。图1为典型船舶轴系有限模型。(b)尾轴联轴节有限元模型(c)在力三三_车专r冀【璺图1典型船舶轴系有限元模型Fig．1FEMmodeloftypicalhullshafting该船轴系