考虑常见故障的船舶输出轴系的刚柔耦合动力学模型

针对船舶输出轴系的不对中和不平衡故障进行动力学仿真，基于刚柔耦合方法建立船舶输出轴系的动力学模型。首先，将刚柔耦合模型与多刚体模型进行对比分析可知，基于刚柔耦合模型的船舶轴系的转速会出现速度波动且横向振动会出现多倍频现象；其次，研究转子不平衡和不对中故障对轴系振动特性的影响及振动对故障因素的敏感程度可知，船舶输出轴系只存在不平衡故障时，其弹性支撑的横向和垂向振动频谱只呈现单一的倍频，且幅值随着不平衡量的增加而呈增大趋势。当轴系存在不对中时，其轴向和垂向振动对转子不对中的敏感度较低，其弹性支撑的振动除了1倍频外还出现多倍频成分。随着平行不对中量的增大，转子系统1倍频幅值和多倍频幅值呈增大趋势，随着角度不对中量的增加，转子系统的2倍频幅值和多倍频幅值呈增大趋势。不对中量对转子系统2倍频及多倍频幅值贡献较大，当不对中严重时，其2倍频特征幅值明显超过1倍频幅值。此研究可为船舶推进轴系的设计和故障诊断提供理论依据和参考。     

基于ANSYS的轴系不对中故障仿真研究

针对轴系故障难以实地模拟的问题,应用有限元方法进行仿真研究。对某轴系实验平台建立有限元仿真模型,从施加故障激振力的角度,利用ANSYS对轴系不对中故障进行模拟,通过模态分析和瞬态动力学分析,为轴系不对中的振动特性研究和故障诊断提供了依据。     

面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法及系统开发

为有效地提高船舶轴系设计效率,提出面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法。采用面向对象技术建立船舶轴系结构类层次模型,利用有限元参数化建模语言实现了轴系结构对象向有限元模型的自动转换,构建了面向对象的船舶轴系振动计算系统。     

遗传神经网络在轴系故障诊断中的应用

为解决BP神经网络收敛速度慢以及容易陷入局部最优解的问题,将遗传算法与BP神经网络相结合应用于轴系故障诊断中。首先设计了船舶柴油机轴系模拟实验平台,然后利用小波包分解技术分析了轴系故障时的振动信号,并将其能谱熵作为故障模式的特征向量,最后对轴系的4种运行状态进行了故障识别与分析。仿真结果表明,GA-BP算法预测精度要高于传统的BP算法,适用于轴系的状态监测和故障诊断。     

船舶推进轴系传递力的自适应主动控制研究

针对船舶航行过程中,螺旋桨处受到的多频扰动力通过推进轴系传递到船体,对船舶产生一系列不良影响的问题,对在支承轴承基座处并联安装作动器的多频力主动抑制方法进行了研究。首先利用有限单元法建立了推进轴系的动力学模型,分析了螺旋桨处的扰动力对整个轴系振动的影响,对通过并联安装作动器进行传递力抑制的可行性作了分析;然后在传统神经网络控制器的基础上,在考虑误差通道的影响下,提出了一种基于神经网络的控制器,控制器带有误差通道辨识模块的自适应控制算法,通过力传感器传递来的误差信号实时迭代权重参数,对轴系产生对应的最优控制力;最后在Matlab/Simulink中搭建了转子模型,进行了仿真验证。研究结果表明:提出的控制算法可以对推进轴系横向多频振动产生的传递力进行有效地抑制。     

船舶轴系纵向振动数学模型的研究

对国内外有关船舶轴系纵向振动数学模型进行了综述,分别探讨了分布质量模型、集总参数模型和三串联弹簧振子模型。采用Holzer法、传递矩阵法、系统矩阵法、有限元分析法对船舶推进轴系进行了计算,同时对有限元模型、阶梯轴模型进行了介绍,在此基础上对船舶轴系纵向振动数学模型的发展趋势进行了展望。     

碰摩载荷下船舶轴系转速与纵向振动间影响研究

为解决现代船舶中因碰摩载荷造成的轴系纵向振动等问题,将试验台试验和模拟数值技术应用到碰摩载荷下船舶轴系转速与纵向振动间影响的研究中。开展影响其纵向振动的因素分析,建立尾轴-油膜、油膜-艉部结构两个子系统动力学模型,提出对纵向振动特性曲线和振幅-时间响应曲线进行分析的方法。在科学性、可操作性等方面对已安装碰摩装置的新型试验平台进行了评价,并进行相关模拟试验。结果表明:碰摩载荷越大、轴系转速越快,碰摩作用激起轴的纵向振动越强烈,由此导致的破坏性越大。     

基于影响系数法的簇绒地毯织机耦联主轴动平衡研究

簇绒地毯织机轴系的动不平衡是影响织机工作质量的一个因素。为了降低轴系的振动,提高织机的工作质量,本文以织机主轴模型为研究对象,采用影响系数法对簇绒地毯织机耦联主轴进行了动平衡校正。首先利用三维建模软件建立主轴模型,再经有限元软件对主轴进行柔性处理,最后结合动力学仿真软件和影响系数法对主轴的振动特性进行仿真分析。通过比较主轴校正前后的振动曲线以及轴心轨迹图,仿真结果说明了影响系数法能够明显减小主轴的振动。     

油田抽油机减速器齿轮轴系振动特性

为分析抽油机减速器的振动特性,建立了齿轮轴系的有限元模型,仿真分析了齿侧间隙和静态传递误差对轴系振动特性的影响。研究结果表明齿侧间隙和静态传递误差对齿轮轴系振动影响较大。     

内燃机曲轴系多体动力学分析

针对某型柴油发动机的曲轴轴系系统,建立其三维实体多体动力学模型,并基于多体动力学分析方法进行仿真分析,得到相关的载荷参数,为后续研究内燃机振动噪声分析和预测提供相关内容。     

船用柴油机多轴齿轮传动系统仿真分析

针对船用柴油机（6G32）配气机构中的齿轮传动系统,研究其在运转过程中的传动规律。采用ADAMS软件建立齿轮传动系统虚拟样机模型,对传动过程进行仿真,通过试验测得瞬时转速与仿真结果对比,验证了仿真模型的准确性．为实现柴油机整机动力学仿真提供了必备的基础。     

大功率船用柴油机主轴承负荷与润滑性能的数值分析

主轴承是柴油机的主要摩擦副之一,其工作时的润滑状态直接影响船舶柴油机整机的工作性能。特别是在大功率低中速船用柴油机中,主轴承连续工作时间更长,负荷更大,工况更加恶劣,难以形成良好的动压润滑。因此,论文以9缸G32大功率船用柴油机为例,对各段主轴承的轴承载荷,轴心轨迹,最小油膜厚度进行了计算分析,为判断各道主轴承的润滑情况,精确预测轴承性能,以及判断轴系是否存在异常工作情况提供了依据。     

Research on an on-line wear condition monitoring system for marine diesel engine

This paper introduces a kind of on-line wear condition monitoring system for marine diesel engines. The system consists of three functions i.e. particle detecting, lubricant quality detecting and shaft torque moment and instantaneous rotation velocity detecting. The system detects wear particles in lubricant with an on-line ferrograph so as to judge wear condition of tribo-pairs of the diesel engine. A vertical detector fixed is used for environment of the marine diesel engine in this system, and the rule of distribution of particles in the vertical detector fixed and the horizontal detector fixed are alike in substance. The system detects the relative variation of lubricant quality by the grid capacitance sensors in an on-line way, which consists of an upper capacitance and a lower capacitance and can distinguish the relative variation of the dielectric constant of lubricant caused by pollutants such as water, metal particles etc. The system detects the shaft torque moment and the instantaneous rotation velocity of the diesel engine with photoelectric sensors, and corresponds the wear condition with the power condition by the change of instantaneous rotation velocity due to burning pressure change, which is helpful to judge cylinder wear.     

基于WRD130Q机床的气缸盖多轴点位加工编程应用研究

介绍了一种气缸盖多轴点位加工的参数变量编程技术。基于WRD130Q落地镗铣加工中心的多轴加工应用技术,根据大功率船用低速柴油机零件气缸盖的孔系分布特性,对气缸盖零件的多轴数控加工编程应用进行了较深入的理论与实践的研究;并利用西门子SINUMERRIK 840D数控系统的参数变量编程格式,设计编制了一套多轴点位加工的程序模板,为大功率船用低速柴油机零件的多轴加工应用提供了一套有效的数控加工编程方案。     

柴油机曲轴润滑与弯曲振动耦合影响研究

为研究柴油机强化过程中曲轴的弯曲振动和润滑性能的耦合关系,基于曲轴动力学和润滑理论,考虑曲轴和轴承座的弹性变形,建立某型12缸柴油机曲轴计算模型,分析主轴颈弯曲振动和最小油膜厚度间的耦合关系,并研究轴承宽度、半径间隙和润滑油黏度对两者的影响。结果表明:最小油膜厚度与弯曲振动变化趋势相反,两者存在耦合关系,同时油膜能够对振动起到一定的缓冲作用;在研究范围内,最小油膜厚度随主轴承宽度和润滑油黏度的增加而增加,弯曲振动随之减小;半径间隙对润滑和振动的影响较大,适当增大间隙值,最小油膜厚度增加,过大的间隙值加大轴颈的振动冲击,降低最小油膜厚度。该结果对柴油机强化设计过程中曲轴的润滑与振动预测和控制提供了参考。     

曲柄连杆机构多刚体动力学仿真方法研究

以ADAMS/Engine为仿真平台,对柴油机不平衡的惯性载荷进行分析,建立其曲柄连杆机构的多刚体系统模型。通过多刚体系统动力学仿真,获取仿真模型的动力学特性数据,实现对柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真。本方法为柴油机曲柄连杆机构对机体的激励力的优化设计和有限元分析提供了参考依据,运用多刚体动力学仿真成为对柴油机进行平衡分析和优化设计缩短柴油机研制周期行之有效的方法。     

绿色船用柴油机的开发与应用技术研究

通过对绿色船用柴油机在国内外发展技术及现状的分析,阐述了发展绿色柴油机应采取的关键技术。针对我国在绿色船用柴油机技术方面和国外相比存在的差距,分析我国绿色船用柴油机的发展瓶径问题,提出推动我国绿色船用柴油机技术发展的方法。     

船舶柴油机在线油液监测传感器的安装设计

论述常见的在线水分/黏度/磨损颗粒量传感器的选取及设计安装.针对船舶柴油机干式和湿式润滑系统的特点,提出不同的在线油液监测传感器的设计安装方法,并进行试验研究.结果表明,按该方法设计安装的柴油机在线油液监测传感器测试稳定性好,不仅满足油液在线监测的取样要求,且大大降低了传感器加工安装的难度.     

计入曲轴轴向运动的船舶柴油机主轴承混合润滑分析

大型船舶柴油机曲轴在螺旋桨轴向推力激励下,轴向运动较为明显。为探究轴向运动对于支撑曲轴的主轴承润滑的影响,以一船舶柴油机曲轴-轴承为研究对象,同时计入螺旋桨轴向激励和柴油机自身激励共同引起的轴向运动、微峰接触（干摩擦）,建立船舶柴油机主轴承的混合润滑模型。运用有限元法计算曲轴轴向运动,结合动力学方法,通过求解计入轴向运动和表面粗糙的平均Reynolds方程获得油膜压力,基于Greenwood-Tripp接触理论获得表面微峰接触压力。结果表明：计入轴向运动后,轴承的油膜峰值压力和油膜摩擦功耗均降低,微峰接触峰值压力均增加,但8个轴承的微峰接触摩擦功耗则是有的增加、有的减少,且影响显著,原因较为复杂;计入轴向运动后,最小油膜厚度、端泄流量、轴颈中心轨迹等的变化相对较小。因此,为更加全面、更加准确地预测大型船舶柴油机主轴承的混合润滑,必须计入轴向运动的影响。