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船舶阻尼型水润滑尾轴承的振动性能研究
| 论文题名： | 船舶阻尼型水润滑尾轴承的振动性能研究 |
| 关键词： | 船舶尾轴承;阻尼层结构;振动性能;瞬态激励;最大位移响应 |
| 摘要： | 船舶尾轴承是船舶轴系的重要组成部分，其振动状况直接影响水下舰船的隐身性、安全性和工作人员的身心健康，因此研究阻尼型尾轴承在降低舰船轴系振动与噪声方面的作用，具有重要的理论意义与工程应用价值。 为了研究阻尼型尾轴承的振动性能，使用ANSYS-Workbench软件对船舶阻尼型水润滑尾轴承进行有限元仿真分析。将阻尼型轴承和普通轴承的模态分析、谐响应、瞬态响应结果进行对比，同时探讨不同阻尼层对仿真结果的影响。在此基础上进行试验研究，分析普通轴承和阻尼型轴承振动情况的异同，探讨理论分析和试验结果之间的关联以及理论分析的可靠性。主要研究工作和成果如下： (1)建立轴承三维模型并使用Workbench的模态分析模块计算阻尼型轴承和普通轴承的自由模态与约束模态，并分析阻尼层的结构和材料参数对轴承约束模态带来的影响。结果表明，阻尼型轴承的各阶约束模态频率和自由模态频率均低于普通轴承。普通轴承的各阶约束模态和自由模态振型的变形都发生在内衬，而阻尼型轴承部分振型的最大变形都发生在阻尼层。在一定范围内，采用较长、较薄或是较硬的阻尼层，阻尼型轴承的前6阶约束模态频率变大。 (2)在模态分析的基础上，使用谐响应模块计算轴承板条受到不同频率的正弦激励力作用时的响应，研究阻尼型轴承与普通轴承谐响应的区别，以及阻尼层的结构和材料参数对轴承谐响应的影响。结果表明，普通轴承和阻尼型轴承在相同频率处存在一处谐响应峰值，分别对应普通轴承的第12阶模态和阻尼型轴承的第17阶模态。在考虑的参数范围内，阻尼层的长度变大，或者硬度变小，谐响应峰值位移幅值变大；阻尼层的厚度为12 mm时，轴承的位移响应峰值大于其他厚度。 (3)在模态分析的基础上，使用瞬态响应模块计算轴承板条在受到瞬时外界激励力的作用时阻尼型轴承和普通轴承的响应，分析阻尼层的结构和材料参数对轴承瞬态响应的影响。结果表明，在受到瞬时的外界激励时，和普通轴承相比，阻尼型轴承的最大位移响应较小，且响应衰减时间短。阻尼层的厚度和硬度在一定范围内减小可以减小阻尼型轴承在瞬态激励下的最大位移响应，缩短衰减时间。阻尼层的长度在一定范围内变长，衰减时间变短，但最大位移响应不一定变小。 (4)将普通轴承与阻尼型轴承分别安装在试验台架上，在轴系运转过程中测量轴承垂直方向和水平方向的加速度幅值，并进行对比。结果表明，在转速为80~200 r/min，加载压力为0.2~0.4 MPa的工况下，相比普通轴承，阻尼型轴承对振动有一定的衰减作用。 |
| 作者： | 黄莉 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 金勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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