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船舶推进轴系纵横耦合振动特性分析与实验研究
| 论文题名： | 船舶推进轴系纵横耦合振动特性分析与实验研究 |
| 关键词： | 船舶推进轴系;纵横耦合振动;滑动轴承;固有特性;动态响应 |
| 摘要： | 船舶推进轴系是船舶动力系统的重要组成部分，随着船舶逐渐朝着大型化发展，船舶推进轴系也呈现长跨距、多支承的特点，加之其所受激励复杂，船舶推进轴系的耦合振动常有发生，且伴随有较大的噪声及复杂的频率成分。为了探究船舶推进轴系纵横耦合振动机理及特性，为船舶推进轴系纵横耦合振动的消减提供理论和技术基础，本文以某船舶推进轴系为研究对象，基于合理校中理论对其纵横耦合振动特性进行分析并展开实验研究。本文的主要研究内容如下： （1）在分析船舶动力系统组成、船舶推进轴系校中方法与支承特性的基础上，分析船舶推进轴系纵横耦合振动的机理。基于等效设计原理求得相似准则，推导梁单元纵横耦合振动方程，建立静压滑动轴承支承特性数值模型，采用有限差分法离散雷诺方程并求解油腔压强。 （2）采用有限单元法对船舶推进轴系纵横耦合振动梁单元的单元矩阵进行推导并建立船舶推进轴系纵横耦合振动动力学模型，同时建立ANSYS有限元模型便于对比。基于合理校中，采用传递矩阵法对校中后各静压滑动轴承载荷进行求解，结合超松弛迭代法求解静压滑动轴承油膜压力分布，并进一步求解油膜刚度及支承刚度。 （3）针对所建立的船舶推进轴系纵横耦合振动动力学模型，基于Matlab编写程序求解其固有特性。采用Newmark-β法对纵横耦合振动动力学模型进行动态响应求解，并分析耦合作用、轴承位置、支承刚度大小、油压、合理校中范围内校中因素等对船舶推进轴系固有特性及动态响应的影响。 （4）设计和搭建船舶推进轴系缩比实验台，基于虚拟仪器技术开展推进轴系实验台纵横耦合振动固有特性及动态响应实验分析，分析合理校中范围内不同校中状态和不同油压下推进轴系实验台的纵横耦合振动特性，验证了理论分析的正确性并结合实验数据，提出纵横耦合振动消减策略。 |
| 作者： | 叶倬麟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王少军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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