基于有限元法轴段偏中时轴系校中状态的研究.pdf

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1、机械设计与制造第6期52MachineryDesign&Manufacture2011年6月文章编号：1001—3997(2011)06—0052—02基于有限元法轴段偏中时轴系校中状态的研究木常宁刘正林魏颖春(武汉理工大学能源与动力工程学院，武汉430063)ResearchonshaftingalignmentasshaftsegmentiSmisalignmentbasedonfiniteelementmethodCHANGNing，LIUZheng-lin，WEIYing-chun(SchoolofEnergyandPowerEngineering，WuhanUniversity

2、ofTechnology，Wuhan430063，China)【摘要】依据船舶轴系直线校中原理，介绍了ANSYS环境中轴系校中建模的方法和参数的设置，并在ANSYS环境中建立了轴系校中计算的有限元模型。简述了轴系直线校中法，详细说明了轴段偏中时轴系校中的状态，得出了轴段校中时轴承负荷、轴系挠度、轴系转角、轴系剪力等参数，并与轴系偏中时轴承负荷、轴系挠度、轴系转角、轴系剪力等参数做比较，得到了轴系校中参数变化规律，同时计算得出了轴段偏中产生的附加负荷对轴系校中的影响，为船舶轴系校中设计及检修提供了依据。关键词：船舶轴系；校中计算；轴段；有限元法【Abstract】Accordingtopr

3、inciplesofstraightalignmentofshafting,themethodformodelingintheANSYSenvironmentandthemethodforsettingparametersareintroducedwellFEMmodelforccMZ—inginshaftingalignmentisestablishedintheANSYSenvironment．Thenthemethodforstraightalignmentofshaftingisoutlined，inwhichshaftingalignmentduringtheshaftsegm

4、entmisaligningisspecifiedThuspa-rametersduringthemisalignmentsuchasbearingloadshaftingdeflection,shaftingcorne~，shaftingshearingforceisacquired．Aftercomparingwiththeaboveparameters，theparametervariationlawisobtainedAtthesalTtetime，theinfluenceofadditionalloadoccurredintheshaftsegmentmisalignmentt

5、oalignmentofsh一ingisacquired，whichprovidesabasisforthedesignandmaintenanceofsshaftingalignment．Keywords：Shipshafting；Alignmentcalculation；Shaft；Finiteelementmethod中图分类号：TH16，U664．21文献标识码：A1—日j：IJ_．—吾—L—2．06el1N／m2,泊松t~u-o．3，轴系浸水段密度Pl=6528k#m，浸油段密度p6950k咖，其他段密度p3=7850kt~'n。(2)螺旋桨简化为匀质在进行船舶轴系校中时，将尾

6、轴、中间轴、推力轴和曲轴排成圆盘，将螺旋桨的质量加上附连水质量以及螺旋桨的转动惯量作为一条直线，以保证轴系在无弯曲的情况下运行，这就是轴系直线校集中载荷，加在螺旋桨中心位置。(3)将柴油机曲轴作为与主轴颈等中原理。由于传动轴加工误差、轴系安装曲线以及轴法兰端下垂的影响，轴系校中时会出现轴段偏中现象，影响轴系校中质量m。同轴径的光轴，按均布载荷处理。(4)中间轴、推力轴、齿轮箱大齿轮船舶轴系校中质量的优劣，对保障轴系及主机的正常运转，轴及其联轴器均作为均布载荷处理。(5)支承轴承的处理有3种模以及减少船体振动有着重要的影响。基于ANSYS环境对船舶轴型：刚性、线弹I生和非线性(考虑油膜作用

7、)。处于计算简便考虑，将系进行校中计算，并得出了轴段偏中时轴承负荷、轴系挠度、轴系轴承作为刚性处理。轴系有限元模型，如图1所示。转角、轴系剪力等的变化规律12-31。2轴系校中实例计算2．1轴系校中有限元模型以某船轴系为研究对象，其主机与螺旋桨之间通过一根中图1轴系有限兀模型间轴和一根尾轴连接，轴系包括7个轴承，每个轴承视为刚性轴1．螺旋桨2．轴段3．轴承承。轴系全长15m，基本轴径为0．45m。2-2轴系校中计算根据轴系实际的结构