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原文传递轴系设计安全性及振动特性研究

论文题名：	轴系设计安全性及振动特性研究
关键词：	潜艇;轴系设计;安全性;振动特性
摘要：	潜艇的推进轴系作为动力系统的重要组成部分，其稳定运转的安全性及可靠性关系着潜艇能否顺利完成作战任务，为了从轴系设计开始就严格要求其安全性，本文首先对潜艇轴系进行设计与选型，同时讨论确定了轴系设计过程中涉及到安全性的问题，以所设计的轴系为研究目标，建立了三种不同的有限元模型，根据实际需要选择合适的模型。利用Workbench软件分别在每一部分对应的模型上进行轴系合理校中计算、轴系振动特性计算以及冲击响应计算。得到的主要结论如下：　　（1）轴系合理校中计算中，有限元模型相比于三弯矩模型而言更加完整，传统的三弯矩模型通常只建立到弹性联轴器后端，而有限元模型可以根据需要建立弹性联轴器甚至主机轴系，这就使得计算结果与实际情况更加相符。对比了三种模型的优劣，最终选择实体模型进行校中计算，并在该模型的基础上使用软件的优化模块自动完成对最优合理位置的选择。　　（2）通过有限元法对该推进轴系进行模态分析，得到了各阶频率和模态振型，在此基础上分别使用三种模型进行横向振动响应分析计算，三种模型的前三阶频率和模态振型基本一致。进行纵向振动响应分析计算，确定了前三阶振型和模态振型，并通过谐响应分析进一步验证得到的结论。综合上述最终确定轴系的振动响应均在允许范围内。　　（3）根据GJB1060.1和前德国舰船建造规范BV043-85对冲击载荷进行分析模拟，利用Workbench中的瞬态响应模块计算推进轴系在冲击载荷作用下响应。得到的结果表明，短时的冲击载荷作用产生的冲击响应在允许范围内，并且高弹性联轴器很好的降低了冲击带来的有害振动，其横向位移远小于允许值±48mm，极大地提高了推进轴系的抗冲击能力。
作者：	高子航
专业：	轮机工程
导师：	周瑞平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021