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基于支承反力测试的轴承载荷辨识
| 论文题名： | 基于支承反力测试的轴承载荷辨识 |
| 关键词： | 船舶工程;轴承支承结构;载荷辨识 |
| 摘要： | 高性能船舶对推进轴系的振动特性要求越来越高。了解艉轴承所受的载荷,便于轴系健康的监控,对推知轴系运转状态具有重要意义。此外,准确地获知载荷状态有助于了解轴系的动态特性和稳定性,是结构设计和改进的重要参考和依据。本文采用频域方法,推导了试验轴系艉轴承载荷的辨识原理,并通过有限元分析和实验验证了原理的有效性。 第一章介绍了研究的背景以及国内外相关研究状况,并简单介绍了研究中涉及的理论和实验方法。 第二章详细介绍了研究对象,叙述了研究对象模型及其简化过程。 第三章详尽给出了试验轴系艉轴承载荷识别方法的推导过程。首先对艉支承结构中各根预紧梁的横振、纵振分别推导,并根据轴承的运动方程进行综合,然后分别从正问题和逆问题两个方向对结构进行计算,并在理论上验证了它们的互逆性。 第四章包括艉支承结构的有限元仿真,和基于仿真数据的辨识原理验证,以及针对试验轴系中艉支承结构的辨识可行性的验证。比较原理模型的有限元分析结果与第3章中辨识原理的理论结果,验证了辨识原理的正确性和有效性。基于艉支承结构建立有限元模型,验证了辨识原理在实际结构中的可行性。最后对频响函数求逆方法在实际测试中的应用作了讨论,并给出了可选的方案。 第五章的研究对象为轴系,为艉支承结构研究的延伸。该章节基于第3、4两章的结果推导了轴系上的桨端载荷,并给出了其识别的思路。然后建立起试验轴系的有限元模型,对轴系做了与第4章类似的有限元仿真分析,验证了辨识原理在轴系中仍然适用。最后,针对理论推导和仿真分析得到的关于轴系的特性,对轴系振动特性做了讨论与分析,并给出了一些结构和工艺上的改进方向。 第六章是模态实验部分,实验对象为艉支承结构和整体轴系。首先简要说明了实验系统、测点及实验框图,针对艉支承结构和轴系测试的不同实验系统分别作了介绍。接下来分节阐述了两个测试实验的过程,结果验证了辨识原理在实际艉支承结构和轴系结构中可行和有效。另外针对实际测试中各个测点数据的有效和可靠性,给出了可行的辨识测试方案。 第七章对全文的工作做了总结,指出了本文研究的创新点,并展望了支承结构载荷识别以及轴系研究尚需进一步做的工作。 |
| 作者： | 魏巍 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 张志谊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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