轴-艇耦合系统的力传递特性分析.pdf

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1、第39 卷第 7 期舰船科学技术Vol. 39, No. 72017 年 7 月SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGYJul. , 2017轴-艇耦合系统的力传递特性分析武星宇，纪刚，周其斗，仪修阳(海军工程大学舰船工程系，湖北武汉 430033)摘要:螺旋桨与水下伴流场产生的脉动激振力是潜艇振动的一个重要激励源。潜艇的主要结构是推进轴系与壳体耦合结构，螺旋桨产生的激振力通过轴系经尾轴承、中间轴承及推力轴承作用于艇体激起艇体振动。目前降低轴系引起外壳体的振动有降低螺旋桨的脉动激振力和改善轴系与壳体之间的减震装置 2 种方法。在降低螺旋桨脉动激振力较困难的情况下，研究激振力

2、经轴系传递到壳体的路径，就对改善减震装置、降低壳体振动有重要意义。关键词：轴-壳耦合；轴系；壳体；螺旋桨激振力中图分类号：TB53；U661.44          文献标识码：A文章编号：1672 – 7649(2017)07 – 0065 – 04         doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2017.07.013CouplingcharacteristicandmechanismofthethrustandhullsystemofsubmarineWU Xing-yu, JI Gang, ZHOU Qi-dou, YI Xiu-yang(Depar

3、tment of Ship Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China)Abstract: Pulse excitation generated by underwater propeller is an important source of submarine vibration. The mainstructure of the submarine is thrust system and the hull system. The exciting force generated by the 

4、propeller shaft though thebearing to excite the hull submarine. At present, there are two ways to reduce the vibration: reducing pulse excitation of thepropeller and improving the damping device between the bearing and the hull. When to reduce the propeller exciting force isdifficult, it is impor

5、tant to research the transfer of exciting from thrust system to the hull systemKeywords: coupling of the thrust and hull；thrust system；hull system；propeller force0     引　言激励传递的主要途径。谢基榕[4]通过某实船的主推力轴承轴向动刚度的测试试验表明，当激励推进轴尾端螺旋桨与水下伴流场产生的脉动激振力是潜艇振时，纵向激振力在100 Hz以下某频段时，推进轴段与动的一个重要激励源[1]。潜艇的主要结构是推进轴系主推力轴承外

6、壳几乎作为一个整体在运动，因而艇体与艇体耦合结构，螺旋桨激振力作用下的轴-艇耦合系可被视为固定边界。当艇体相对于轴系具有阻抗很大统振动动力模型如图1所示，螺旋桨产生的激振力通的特征时，轴系的特征才与艇体特征无关，因而可以过轴系经尾轴承、中间轴承及推力轴承作用于艇体激采用轴系试验台对轴系开展研究[5]。起壳体振动。目前降低轴系引起外艇体的振动有降低由于潜艇是在轴系传递的激振力下振动，因此轴螺旋桨的脉动激振力和改善轴系与艇体之间的减震装系的动力特性为工程设计人员所关注。但由于轴系与置 2 种方法[2]。在无法降低螺旋桨脉动激振力的情况艇体是一个耦合系统，不当的选取轴系边界条件必然下，研究激振

7、力经轴系传递到艇体的路径，为改善减导致对轴系传递激振力特性的错误预报。震装置提供参考，就对降低艇体振动有重要意义。本文采用隔离法，将轴-艇耦合系统分解为轴系和在以往激振力传递分析中，常用的做法是将艇体艇体系统，研究激振力由轴系传递到艇体的路径。本假设为具有无穷大阻抗的基体支撑轴系，冯国平[3]采质上，轴-艇是耦合系统，轴系向艇体传递激振力的特用系统传递路径分析方法，讨论了功率流通过 3 个轴性同时取决于轴系特征和艇体特征，因而认识艇