不同轴线状态对轴系振动的影响特性分析开题报告

 2020-02-20 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着船舶振动噪声要求的提高,现有的静态校中设计方法不再适用,需要考虑轴系校中过程中不对 中量对轴系振动的影响.目前所广泛使用的各种轴系校中方法,都是从 静力学角度出发,将轴系敷设为某种状态,保证各 轴承获得较好的载荷分配,使轴段应力在设计允许 范围内,确保轴系强度满足安全运行的要求. 这些 校中方法都没有考虑校中对轴系振动的影响. 随着 船舶振动噪声要求的提高,通过轴系校中对轴系振 动影响的研究,掌握校中对振动影响规律是十分必要的.推进轴系纵向振动除对轴系自身产生影响外,还 通过各轴承基座将螺旋桨脉动力传递至艇体,从而引 起艇体振动声辐射[5 – 6]。轴系纵向振动控制的目的是减 小轴系纵向振动向艇体的传递,避免引发艇体结构产 生声辐射,但具有一定的难度:一方面要绝对保证推 进轴系的基本功能;另一方面要保障推进轴系的抗冲 击性能。现有推进轴系设计以功能为主,结构修改的 余地较小,难以通过优化设计进行减隔振,研究的重 点仍是在轴系上安装一些振动控制装置。被动控制装 置虽然简单可靠,但不能随外界激励自适应变化,难 以应用于宽带扰动的抑制,且其控制效果也极其有 限。主动控制技术由于具有适应性强、控制效果好等 潜在的优越性,成为轴系振动控制一条重要的新途 径。国外在主动控制技术方面研究较早,针对舰船推 进轴系纵向振动主动控制技术,trindade[7 – 8],daley[9],caresta[10]等开展了大量的理论和试验研究 工作,取得了许多有益的成果。

1.推进轴系纵向振动控制研究现状

1.1国外研究现状 推进轴系纵向振动控制问题研究在国外起步较早,现在大量相关的研究工作仍在进行。20世纪40年 代,根据大量舰船航行试验,美国海军明确主推进轴 系纵向振动是造成主推进轴系过早失效的主要原因,并经过系统的理论分析和试验研究提出了一些主推进 轴系纵向减振的措施[11]。20世纪60年代,goodwin[12]率先将共振转换器(见图1)应用到舰船轴系纵 向振动控制中,并研究了共振转换器对轴系振动的影 响。michell轴承公司在上述研究的基础上,研制了轴 系共振调节器,加装在推力轴承内部,后来成为英国 和美国海军舰船的标准配置[4]。 1989年,美国lewis等[13 – 14]提出了一种轴系纵向 振动主动控制方法,即在原有推力轴承基础上并联1个辅助磁推力轴承,通过闭环反馈控制对磁推力轴 承进行实时调节,有效衰减了螺旋桨动态力向艇体的 传递,但导致轴系振动有所增大,其减振效果有限。 1990年baz等[15]研究了基于气动伺服控制的轴系纵向 振动主动控制技术,实验结果表明气动伺服作动器在 低频段的控制效果明显。2002年pan等[16]在简单的桨 轴系统试验平台上,研究了通过主动作动器控制推力 轴承油膜刚度可以减小螺旋桨引起的结构振动,但轴 承刚度具有时变特性,控制较为复杂。johnson[17]设 计出一种与推进轴系并联的电磁式主动控制装置,采 用惯性质量块作为作动元件,低频减振效果显著,且 对推进轴系影响较小。

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2. 研究的基本内容与方案


1. 1. 目标

以船舶轴系试验台为算例,通过对联轴器三处不对中形式进行受力分析,运用系统建模方法,验证理论计算实验数据的准确性,研究不同轴系校中对轴线状态的影响从而影响轴系振动状态,从而找出在何种轴系校中位置情况下对轴系振动影响最小,以降低轴线状态对轴系振动的影响。

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3. 研究计划与安排

第1~2周:查阅相关资料,写出文献综述。


第3周:结合论文题目和前期工作做出进度计划,写出开题报告。


第4~5周:完成5000汉字以上的相关外文资料翻译,译文通顺、达意。

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4. 参考文献(12篇以上)

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[4] 夏建芳, 叶南海. 有限元法原理与ANSYS应用[M]. 北京:国防工业出版社. 2011.
[5] 谭雪松, 张黎骅, 漆向军. Pro/ENGINEER基础教程[M]. 北京: 人民邮电出版社. 2009.
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[7] 曹学涛. 船舶轴系校中的双向优化研究[D].大连理工大学,2008.
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