船舶推进轴系扭转—轴向耦合振动响应曲线的分析

本文结合七条船舶推进轴系的轴向振动实测曲线，对其扭转－轴向耦合振动的响应曲线进行了分析，从而对扭转－轴向耦合振动的规律进行了有意义的探索。     

现代长冲程船用柴油机轴系扭转—轴向耦合振动（三）

本文着重讨论了船用柴油机系扭转－轴向耦合振动的力学和数学模型及其与螺旋浆的耦合效应以及扭转与轴向的相互耦合现象及减振与避振等问题，所得结论可供船舶系振动和轮机管理工作者参考。     

现代长冲程船用柴油机轴系扭转—轴向耦合振动（一）

本文是现代长冲程船用柴油机轴系扭转—轴向耦合振动研究的第一部分,着重讨论了物理模型,并简要地论述了该命题的现状。扭转—轴向耦合刚度是该问题的关键参数,本文作了详尽的分析讨论。本文认为集中质量的力学模型,不仅适用于单独计算纯扭转振动和纯轴向振动,而且同样适用于扭转—轴向耦合振动的研究。轴系扭转—轴向耦合振动的数学模型及其求解等问题,将在续篇中进行讨论。     

长冲程船用柴油机轴系扭转—轴向耦合振动（二）—耦合振动典型实例剖析

本文通过７则典型的船用二冲程低速柴油机推进轴系实测的轴向振动实例的剖析，研究了扭转－轴向耦合振动问题，探求解决问题的途径，有助于船舶管理人员了解和熟悉轴系轴向振动的新问题。     

修形斜齿轮啮合线振动加速度数值分析和试验验证

本文建立斜齿轮弯曲-扭转-轴向耦合振动分析模型，在模型中考虑齿廓修形和齿向修形，利用数值分析确定斜齿轮啮合线方向的振动加速度。并且，对斜齿轮进行修形加工，建立斜齿轮功率封闭振动测试试验台，利用光栅传感器测试斜齿轮啮合线方向的振动加速度值。结果表明，本文建立的弯曲-扭转-轴向耦合振动分析模型预测的斜齿轮啮合线振动加速度和试验测试的结果趋势一致；修形后，试验斜齿轮的振动加速度均方根值较未修形斜齿轮降低了55.3%。通过齿廓和齿向修形，斜齿轮传动的振动幅度大幅降低。     

艉轴扭转轴向耦合振动产生裂纹探析

轴系因扭转振动产生裂纹甚至断轴事例并不罕见，所以对艉轴由于扭转振动而产生的裂纹应引起足够重视，文中通过具体艉轴裂纹实例进行分析，认为是切应力和法向应力联合作用，即扭转－轴向耦合振动导致了艉轴裂的产生和发展。     

修形斜齿轮啮合线振动加速度数值分析和试验验证

本文建立斜齿轮弯曲-扭转-轴向耦合振动分析模型,在模型中考虑齿廓修形和齿向修形,利用数值分析确定斜齿轮啮合线方向的振动加速度。并且,对斜齿轮进行修形加工,建立斜齿轮功率封闭振动测试试验台,利用光栅传感器测试斜齿轮啮合线方向的振动加速度值。结果表明,本文建立的弯曲-扭转-轴向耦合振动分析模型预测的斜齿轮啮合线振动加速度和试验测试的结果趋势一致;修形后,试验斜齿轮的振动加速度均方根值较未修形斜齿轮降低了55.3%。通过齿廓和齿向修形,斜齿轮传动的振动幅度大幅降低。     

长冲程船用柴油机轴系扭转-轴向耦合振动(二)─—耦合振动典型实例剖析

本文通过7则典型的船用二冲程低速柴油机推进轴系实测的轴向振动实例的剖析，研究了扭转－轴向耦会振动问题，探求解决问题的途径，有助于船舶管理人员了解和熟悉轴系轴向振动的新问题。     

船用低速柴油机曲轴轴向振动研究

以船用大功率低速柴油机柔性体曲轴为对象,在考虑气体力、运动部件惯性力、扭纵耦合效应等因素的情况下,建立曲轴、连杆、活塞的刚柔混合动力学模型。通过数值仿真,分别对连杆推力、连杆法向力和切向力对曲轴轴向振动的影响进行分析。分析结果表明：法向力是曲轴轴向振动的直接激励源,切向力是曲轴轴向振动的间接激励源-切向力引起曲轴扭振,进而引起曲轴纵振;同时法向力和切向力对曲轴轴向振动的影响非常相近;而连杆推力(法向力和切向力合力)引起的曲轴轴向振动是扭纵耦合振动的结果,并非两种分力作用结果的简单叠加。     

舰船轴系扭转,纵向振动响应与疲劳寿命估算

本文采用Ｓｕｐｅｒｓａｐ程序对舰船轴系扭转、纵向振动动力响应进行了分析计算，并利用断裂力学理论估算了带环状裂轴系在扭转，轴向复合加载情况下的疲劳寿命。给轴系疲劳强度的校核提供了科学依据。     

叶轮与轴耦合振动的传递矩阵法分析及仿真计算

用传递矩阵法分析了带整圈围带的叶轮这一类周期结构的振动，给出了自然频率，自然模态和动响应的方程；进而分析了轴的扭转振动和叶轮振动的耦合关系，给出了耦合振动的传递矩阵，并进行了实例仿真计算。     

冰区航行船舶电力推进轴系机电耦合的扭振分析

通过螺旋桨桨叶与冰块的相互作用过程,建立单冰块对螺旋桨扭转振动的激励函数;同时建立机电耦合振动数学模型,推导得到机电耦联动力学方程,研究电机电磁激励力对扭转振动的影响。以3500吨科考船电力推进轴系为研究对象,基于冰载荷激励力和电磁激励力对轴系扭转振动进行分析,为复杂的船舶电力推进轴系在冰区航行时的振动研究奠定了基础。     

船舶低速柴油机推进轴系扭转振动研究

本文采用集总参数法建立10000DWT油船低速柴油机推进轴系扭转振动模型,将模型分为直链式扭转振动模型和带分支式扭转振动模型,建立单质量点的扭转振动数学方程和Simulink仿真模型,从而提出采用系统矩阵法和Simulink软件仿真方法分别对该轴系的频域振动特性和时域振动特性进行研究;同时通过对实船轴系进行扭转振动测试,验证了该船舶推进轴系扭转振动数学模型和理论分析方法的正确性,对降低船舶轴系振动和提高船舶安全性具有一定的理论指导意义。     

管路结构振动能量传递规律研究

为研究管路系统中振动能量的传递规律,建立了2根半无限长管道结构的纵弯耦合振动模型,基于波分析法,分别研究了2根管道在各类不同的连接边界条件下,弯曲波振动传递规律。引入无量纲系数,简化方程组,推导出弯曲波入射时在不同边界条件下的反射及透射系数。通过数值分析得到了弯曲波入射条件下,参数变化对振动能量传递规律的影响,研究结果表明两管连接刚度主要影响高频振动,两管夹角主要影响低频振动,扭转刚度会使振动能量曲线产生波谷,且当扭转刚度值较低时,对低频振动影响较大,计算结果对管路结构在不同工况下连接参数的选择具有指导作用。     

叶轮与轴耦合振动的传递矩阵法分析及仿真计算

用传递矩阵法分析了带整圈围带的叶轮这一类周期结构的振动,给出了自然频率,自然模态和动响应的方程;进而分析了轴的扭转振动和叶轮振动的耦合关系,给出了耦合振动的传递矩阵,并进行了实例仿真计算.     

桅杆扭转振动测试方法和参数识别的研究

设计了一套利用线加速度传感器和传统的模态分析试验方法对扭转振动进行测试和参数识别的方案，并在桅杆的扭转振动模态测试中得到了成功运用；同时在试验过程中采用四点响应信号综合评估法。证实能有效地分离出混杂在扭转振动信号中的弯曲振动的频率成分，提高了结果的准确性。     

带液力耦合器轴系扭转振动性能分析

本文以ＭＴＵ２０Ｖ９５６ＴＢ９２柴油机作为研究对象，对安装液力耦合器的不同轴系进行了分析。结果表明，液力耦合器有效地隔离了柴油机的扭转振动，使液力耦合器后面轴系的扭转振动大幅度降低，从而避免了因扭转振动而可能造成的危害。     

波流联合作用下深海垂直杆件三维振动响应分析

本文研究了深海垂直杆件在波流联合作用下的波激-涡激-参激耦合振动特性.基于Hamilton原理,建立了垂直杆件的三维振动模型,考虑Morison力、涡激力和顶端变张力,对结构的波激-涡激振动和波激-参激-涡激联合振动进行数值模拟,求得杆件各点位移时历曲线,并针对时历曲线进行快速傅里叶变换得到能量频谱,从能量角度分析杆件振动特性.在此基础上,研究了振动幅值随流速、参激频率和参激幅值的变化规律.研究表明:在波流联合作用下,杆件振动出现非线性,轴向振动存在1/2和1/4亚频振动成分,拖曳力方向振动存在二倍波激频率成分;当涡泄频率接近杆件横向振动固有频率时,轴向振动和涡激振动振幅增加;存在参数激励时,杆件三个方向的振幅增大,振动对流速更加敏感;参激频率接近杆件固有频率时,轴向振幅和涡激振幅均增加,而当参激强度增加时,三个方向的振幅均增加,平衡位移不受影响.     

横向补给系统高架索的参激振动研究

考虑了集中质量、轴向运动等因素对系统动力学行为的影响,建立了海上横向补给系统高架索的面内振动的连续模型。利用Galerkin方法对高架索偏微分模型进行模态离散,得到了1、2阶模态耦合的高架索系统的标准的动力学控制方程,利用多尺度方法对动力学方程进行渐近分析。对系统存在的两类参数激励共振进行了数值分析,得到了系统时间历程曲线、相图以及频谱图,研究结果表明高架索横向振动存在混沌等复杂的动力学特性。     

低速柴油机推进轴系频域稳态扭转振动分析

以载重10 000 t低速柴油机推进轴系为研究对象，创建其当量系统模型。基于系统矩阵法对推进轴系进行自由振动分析，求得扭转振动固有频率和振型。研究柴油机在全转速下的气体和往复惯性激励力矩，针对推进轴系在柴油机和螺旋桨共同激励下的频域稳态扭转振动响应特性进行计算，求得推进轴系扭转振动的主谐次、共振转速点和推进轴系各部件的应力值。结果表明，推进轴系在低阶频率振动时气缸和中间轴振幅较大，推进轴系应力远小于材料的屈服强度，船舶能够安全稳定航行，同时为推进轴系时域瞬态扭转振动研究打下基础。