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船用低速主机台架试验振动特性与减振方法研究
| 论文题名： | 船用低速主机台架试验振动特性与减振方法研究 |
| 关键词： | 船用主机;台架试验;振动特性;多体动力学;有限元分析 |
| 摘要： | 船用主机出厂交付之前必须通过严格的台架试验确保主机处于良好的状态才能正式地交付客户，其中机体振动烈度是主机正式交验的一项重要的评价指标。由于主机在车间试验环境与在实船的差别，由于车间低级偏软且在车间不安装顶部支撑，因此主机在台架上的连接刚度相对船上较小，容易在台架试验过程中产生共振，导致主机振动指标不合格。本文以主机台架试验中的振动特性为分析对象，以多体动力学和有限元为分析手段，从系统结构受力、固有模态振型和动力学分析多方面入手，并与实测值进行对比，验证结果的可靠性，进而分析台架系统的共振产生原因，探讨有效的振动控制方法。 文中以MAN5S60ME型船用主机为对象。首先建立了主机的多体动力学模型，根据实际结构建立了准确的三维模型，包括活塞、连杆、十字头、曲轴等主要运动件，并对曲轴进行柔性化，构建刚-柔混合模型，输入缸内压力求解得到了侧推力、主轴承水平和垂直方向载荷，并将侧推力和主轴承载荷分别简化到两导滑板之间中点和两主轴之间中点，即为机体振动的输入参数。其次，建立了台架系统有限元模型，对主机和台架之间耦合连接选用相应的单元进行表示，使用接触单元计算垫块（耦合连接）的等效刚度。使用模态分析得到了系统固有频率，并通过谱分析确定了产生共振为第2阶模态。利用多体动力学输出的激励，观察系统的幅值相同的不同频率激励下的响应，获得了主机在25％、50％、75％、90％和100％工况下的振动响应，分析主要的响应频率。最后把分析结果与两种工况主机实测的振动值相对比，以验证分析得出的共振频率是否与实测值一致，为下一步提出减振方案提供数据支持。 针对主机振动的主要产生原因，根据试验台架的条件对比了三种减振方案，最终确定了基础座增加斜支撑方案，不改变台架的结构，通过改变连接刚度使系统频率发生变化时，最大可使主机的共振转速增加13 r/min，使其处于试验转速之外，从而达到振动控制的目的。 |
| 作者： | 孟宪松 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 段树林;刘贤乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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