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船用齿轮箱滑油泵组抗冲击动态响应特性研究
| 论文题名： | 船用齿轮箱滑油泵组抗冲击动态响应特性研究 |
| 关键词： | 齿轮箱;滑油泵组;动态设计分析法;时域模拟法;耦合系统;抗冲击特性;动态响应 |
| 摘要： | 船用齿轮箱滑油泵组是齿轮箱重要的附属设备，是关系到舰船传动装置能否正常运转的重要装置，其抗冲击分析属于机械设备层面的抗冲击评估技术，其抗冲击能力及冲击安全性将直接影响到船舰的正常航行。齿轮箱滑油泵组在冲击环境中承受着正常运转时的工作压力和水下非接触爆炸引起的较强冲击力，而这些力很可能导致齿轮箱滑油泵组部件的损坏和失效。因此，有必要采用数值分析方法对齿轮箱滑油泵组设备冲击性能进行研究，旨在对典型船用机械设备抗冲击设计提供相应参考。 首先，本文根据二维图纸建立合理的三维模型，通过工程中常用的简化方法对齿轮箱滑油泵组进行简化，建立其有限元模型。通过齿轮箱滑油泵组的模态分析，验证其有限元网格模型合理性、可行性以及提取泵组及部件的固有频率和振型，获得泵组的结构动态特性，更合理地进行泵组结构的设计，寻找泵组中潜在的薄弱环节。 采用动态设计分析法和时域模拟法分别在频域、时域上对齿轮箱滑油泵组横向、纵向、垂向进行冲击响应分析。动态设计分析法通过国军标设计不同方向的冲击响应谱，将该冲击谱作为边界条件对齿轮箱滑油泵组进行冲击响应分析，得出齿轮箱滑油泵组的应力分布情况，找出相应部件的薄弱环节。另外，时域模拟法依据德军标将冲击谱等效转换成双向三角波冲击响应谱，确定在不同脉宽、峰值冲击作用下齿轮箱滑油泵组结构能承受的极限载荷，通过计算确定齿轮箱滑油泵组结构的危险区域。通过对比两种方法，得出齿轮箱滑油泵组在非一体化耦合系统下的冲击响应特性。 最后，根据弹性系统耦合理论，为了更好地模拟船用机械设备的真实冲击环境，建立齿轮箱滑油泵组与船体耦合系统，对其进行水下爆炸一体化冲击响应性能分析，得出齿轮箱滑油泵组的应力分布特点。并与时域上非一体化分析结果进行对比，得出船体柔性结构对齿轮箱滑油泵组冲击响应的影响。综合对齿轮箱滑油泵组冲击响应特性的研究，得出齿轮箱滑油泵组结构的危险区域，并对齿轮箱滑油泵组及部件结构进行改进设计以提高设备的抗冲击性能。 |
| 作者： | 陶家伟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 钟宇光;刘江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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