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船舶推进轴系曲线轴线模型及轴承承载特性研究
| 论文题名： | 船舶推进轴系曲线轴线模型及轴承承载特性研究 |
| 关键词： | 船舶推进轴系;曲线轴线模型;动力特性;轴承承载特性 |
| 摘要： | 船舶推进轴系对船舶的运行稳定性、声隐身等性能有着至关重要的影响。由于轴系校中工艺及制造安装水平的限制，国产船舶推进轴系普遍存在轴承磨损及偏磨严重，轴系振动及噪声大等基本问题。因此需要结合轴系的安装校中方法，对轴系的动力特性及轴承承载性能进行深入研究。 本文在推进轴系曲线校中计算方法研究和顺应轴系挠度曲线的轴承孔系布置方法研究的基础上，总结提出了适于轴系校中及轴系—轴承性能分析的曲线轴线模型。结合数值分析和ANSYS软件仿真技术，揭示了轴承结构及轴系校中参数对动压润滑轴承承载性能和轴系动力特性的影响规律。获得了优化轴系结构，消减轴系振动的相关方法与经验。本文的主要工作如下： （1）结合理论分析及试验研究，本文提出了推进轴系的曲线轴线模型。以某推进轴系模拟缩比台架为测试对象，总结了轴系在曲线轴系模型下的动静态力学特性，分析了船舶轴系校中的计算模型及轴线精密测量与控制的相关工艺方法。 （2）本文完成了多种因素下动压滑动轴承润滑特性计算模型的建立及求解。基于无量纲化的Reynolds方程及其边界条件，考虑轴承结构参数，轴颈不对中夹角，轴瓦磨损等因素构建了动压滑动轴承的数值计算模型，并在MATLAB平台上开发了求解程序。获得了径向滑动轴承内部流体压力及液膜厚度分布形式，阐明了轴颈偏心率、轴承长径比、不对中夹角误差和轴瓦磨损等因素对轴承液膜压力分布的影响规律。 （3）本文开展了不同因素下轴系动压滑动轴承的承载特性分析。在滑动轴承液膜压力特性研究的基础上，考虑轴颈倾斜及偏移、轴瓦磨损及轴承相关结构参数等因素，建立了分析轴承承载性能、支承刚度和运转摩擦力的数学计算模型。全面分析了多种因素对轴承动静态承载特性的影响，对指导轴系校中，保障轴承性能具有重要意义。 （4）基于推进轴系模拟缩比台架，本文还建立了轴系模态分析和谐响应分析的有限元模型。基于有限元ANSYS软件，对轴系台架进行了横向振动模态分析和谐响应预估。探明了轴承支承间距、支承刚度、有效接触长度、艉轴悬臂长度等因素对轴系横向振动特性的影响规律，为优化布置轴系结构、有效消减轴系振动奠定了理论基础。 |
| 作者： | 顾兴晨 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 张新宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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