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考虑轴承纵向位置与轴系振动的船舶轴系校中技术研究
| 论文题名： | 考虑轴承纵向位置与轴系振动的船舶轴系校中技术研究 |
| 关键词： | 船舶轴系校中;轴承纵向位置;振动特性;固有频率 |
| 摘要： | 船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，其运转情况良好是保证船舶正常稳定航行的重要基础，轴系能否正常运转取决于轴系的校中与安装。为了保证轴系在船舶的使用周期内能够持续、可靠、安全地运转，在船舶的建造过程中会进行轴系校中计算。此外，轴系的振动状态也能够反应其运行的稳定性，轴系振动如果超过允许值会带来严重的后果，如主机曲轴的弯曲疲劳损坏，轴承的磨损等。在轴系设计过程中，轴系校中和轴系振动计算是分别独立进行的，校中计算过程中并没有考虑到轴系合理校中后船体和轴系的振动情况，若在前期设计阶段没有综合考虑到轴系校中与轴系振动，在建造阶段和建造后阶段就较难通过调整轴承的位置来减小轴系振动，仅能通过增加减振器的方式来减小振动，此方法在实际过程中相较于改变轴承位置可能难以实现。目前，各种轴系校中位移优化方法，一般以轴承的垂向位移为自变量，但基本都没有考虑轴承的纵向位置，本文针对以上现状对同时考虑轴承纵向位置、垂向位置和轴系振动的合理校中优化算法作出研究，以得到综合考虑轴系校中和轴系振动情况的较优的轴系布置。 首先，以轴系有限元模型研究了调整轴承纵向位置对轴系校中和轴系振动产生的影响规律，研究表明轴承纵向位置的改变会对轴承负荷和轴系振动的固有频率产生一定的影响，并得到其影响规律，为接下来考虑轴承纵向位置和轴系振动的合理校中优化算法奠定基础。 其次，为了在校中过程中综合考虑轴承垂向位置与纵向位置，对轴系合理校中算法做出改进，同时以轴承的垂向位移与纵向位移为自变量，提出了调整轴承位移的优化算法。与未考虑轴承纵向位置相比，该算法可以进一步减小艉管后轴承的负荷并使艉管前后轴承负荷更为平均，并以轴系试验台为算例验证该算法的可行性。 最后，本文给出了有限元法计算轴系自由振动及受迫振动时关键参数的计算方法，在此基础上，得到经过合理校中优化的轴承位移后，结合ANSYSWorkbench软件分别分析经校中后轴系的扭转振动、纵向振动和横向振动，并验算计算结果后是否符合相关的标准；以某集装箱船为算例，进行了同时考虑轴承纵向位置、垂向位置和轴系振动的轴系校中计算。 |
| 作者： | 王绎程 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 汪骥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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