船舶推进轴系扭转振动概述

推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，其在运转过程中会不可避免地产生振动，并引起主机、传动装置振动，从而诱发船体结构振动。为避免影响船舶航行性能和安全性，对轴系扭转振动产生的原因及轴系扭转振动计算方法进行着重论述，并总结介绍轴系扭转振动的消减措施，旨在深入浅出、通俗易懂地使读者了解船舶推进轴系扭转振动。     

柴油机气缸熄火对轴系扭转振动的影响

应用经验公式与ANSYS有限元方法,以某集装箱船轴系为研究对象,建立了轴系扭转振动模型,计算柴油机在单缸熄火和两缸熄火时轴系轴系扭转振动的响应,研究气缸熄火对轴系扭转振动的影响规律。结果表明：柴油机正常工作时的扭振响应最小;单缸熄火时轴系扭振响应明显增大;两缸熄火对轴系扭振的影响与发火顺序有着明显的联系。     

有限元分析在大型原油运输船舶振动分析上的应用

大型原油运输货船的吨位通常在5 000 t以上,动力系统轴系传递的转矩和载荷非常大,受动力主机激励、海浪激励的影响,船舶轴系会产生扭转振动同时伴随大量的噪声。本文的研究针对大型原油运输船的轴系振动特性,采用有限元分析技术建立了船舶轴系的振动有限元模型,并进行了轴系的振动特性仿真。     

基于波分析法油膜刚度对轴系扭转振动影响的研究

为确保带减速齿轮箱主推进系统的可靠性,文章对船舶轴系的扭转振动进行了研究。首先根据各组成部件的特点将轴系分解为连续和离散的两个子系统,分别利用波分析法和多自由度系统分析法列出连续子系统的波动形式及离散子系统的振动微分方程,同时考虑了减速齿轮箱油膜刚度的影响。然后根据两子系统连接处的动态平衡和连续条件,建立整个轴系在扭转振动模式下总运动方程,通过求解总方程得到系统的位移响应。该扭转振动分析被应用到某LNG船带减速齿轮箱的轴系振动计算中,通过考虑轴系减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度使轴系扭转振动模型更接近轴系实际运转工况。计算结果显示：随着减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度的增加,最大轴系扭转应力向低转速区域偏移。这对船舶轴系转速禁区的划分产生极大的影响。有助于防止因不良轴系振动计算引起轴系事故的发生。     

基于波分析法油膜刚度对轴系扭转振动影响的研究（英文）

为确保带减速齿轮箱主推进系统的可靠性,文章对船舶轴系的扭转振动进行了研究。首先根据各组成部件的特点将轴系分解为连续和离散的两个子系统,分别利用波分析法和多自由度系统分析法列出连续子系统的波动形式及离散子系统的振动微分方程,同时考虑了减速齿轮箱油膜刚度的影响。然后根据两子系统连接处的动态平衡和连续条件,建立整个轴系在扭转振动模式下总运动方程,通过求解总方程得到系统的位移响应。该扭转振动分析被应用到某LNG船带减速齿轮箱的轴系振动计算中,通过考虑轴系减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度使轴系扭转振动模型更接近轴系实际运转工况。计算结果显示:随着减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度的增加,最大轴系扭转应力向低转速区域偏移。这对船舶轴系转速禁区的划分产生极大的影响。有助于防止因不良轴系振动计算引起轴系事故的发生。     

“东风”号货船轴系扭振特性补记——立体振型分析——(上)

1965年底,我们曾对“东风”号万吨级货船的轴系进行过扭转振动同步测试。测试采用四台Geiger仪,一台在主机自由端,两台在中间轴处,一台在尾轴筒内端,其布置如图1中G_I至G_(IV)所示。当时的目的是在这样一种长轴系上,用多测点处取得的同步数据,来观察在各临界转速下的实际振型,并同理论固有振型(无阻尼自由振动主振型)作对比分析。     

从扭振角度探讨船用轴带发电机轴系的布置设计

机械式恒频轴带发电机是一种新颖的节能装置,正日益广泛地被新设计的现代化船舶所采用。轴带发电机分支的出现,给推进轴系的扭转振动带来了新问题。本文旨在从扭转振动角度探讨轴带发电机推进轴系的布置设计,通过对两个实船轴系的计算,表明布置设计至关重要。布置的不合理除对主轴系扭振有影响外,将使发电机分支的工作状态变得恶劣,行星齿轮箱内部承受过大的振动扭矩,发电机转子处扭转振幅接近或超过《船规》许用电角,直接影响到电网的稳定工作.     

冰载荷电力推进轴系扭转振动研究

以船舶混合动力推进轴系的电力推进模式为研究对象,建立轴系扭转振动数学模型,重点讨论了电力推进轴系冰载荷激励力矩和推进电机的阶次振动激励力矩对轴系扭转振动的影响。采用应变法对实际船舶推进轴系进行扭转振动测试,将推进轴系的测试值与理论计算值进行比对分析,验证了文中建立的推进轴系数学模型和应变测试方法的正确性。     

船舶主机隔振对轴系适配性影响研究

船舶轴系是推进系统中的重要部分,其运转的可靠性和稳定性都直接影响到船舶的运行。本文以典型轴系试验台架为研究对象,建立轴系有限元模型,考虑纵摇环境下,船舶主机的隔振对轴系产生的附加激励,对轴系进行了瞬态响应分析。结果表明,纵摇环境下,轴承负荷受主机垂直方向隔振刚度影响最大,而在进行总体设计时,应综合考虑隔振刚度对轴系振动和主机隔振效果的影响。     

船舶柴油发电机组轴系扭转振动影响因素

扭转振动是船舶柴油发电机组固有特性,在机组设计工作中,需分析轴系固有自振频率、各轴段扭振应力、发电机轴电位角和联轴器变动扭矩等,对比计算结果与各自的许用限值,确保轴系运转安全可靠。以典型机组为例,分析机组轴系各部位参数变化对轴系扭转振动的影响,为轴系改进设计提供方向性指导。     

船舶轴系扭振计算和测试实例分析

船级社规范对轴系扭振提出了计算和实测的要求。本文对若干轴系固有频率的实测值与计算值不一致的船舶进行了分析，并给出了对影响其相应计算精度的减振器、曲轴、联轴节刚度等扭振参数进行了修正的实例；通过实测，对无阻尼自由振动计算的振型精度亦进行了分析，按振型推算系统响应超规范要求的船舶，可根据实测振幅来调整阻尼参数并用解析计算法来评价轴系扭振特性。结果表明，精确测定出系统的固有频率和振幅，从而核定轴系的扭振参数，是提高扭振计算精度的关键所在。     

一种船用发动机扭振测量方法及其硬件实现研究

本文提出了一种新的能实时预报船用发动机主轴系统扭转振动的精确测量方法.首先,根据脉冲填充法的原理,在主轴作匀速转动的条件下,推导了一个用于精确计算齿脉冲发生时刻主轴系统扭振振幅的理论公式.然后,由该式建立了实时求取主轴系统扭振数据的递推算法,并给出了测量主轴平均转速的公式.文中也对扭振算法的基本误差和主轴转速变化的影响进行了讨论.最后给出了一个基于FPGA实现本算法的硬件电路,并使用动态系统仿真工具SystemView对其工作性能进行了模拟和评价.结果表明:理论计算与实验数据有良好的吻合.     

船舶复杂轴系扭转振动计算研究

首先分析船舶轴系扭转振动的传递矩阵计算方法,建立集总参数元件—分布参数元件混合系统模型,得出各种简化模型的传递矩阵。以某双机并车复杂轴系为对象,对不同振动模型的计算结果进行了分析,提出模型简化方法。     

轴系扭振故障机理研究和预防对策

总结了近年来船舶轴系扭振故障的研究成果，从疲劳机理，振型、共振、计算与实测比较以及扭转－轴向耦合振动几个方面，分析了五种典型实例产生扭振故障的原因，讨论了调整系统固有频率对改善扭振特性的影响，提出了几种调频减振的方法。     

舰船复杂轴系扭振计算的通用模型及系统矩阵法研究

建立舰船复杂轴系扭转振动计算的通用模型,采用系统矩阵法对舰船复杂轴系进行扭振计算,并在Matlab中编制相应的计算程序,实例计算结果证明这种建模和计算方法在解决舰船复杂轴系扭振计算方面的有效性。     

复合材料螺旋桨纤维铺层对强度影响研究

为实现铺层角度、顺序对桨叶强度影响的准确预报,本文首先采用有限元计算软件Abaqus建立复合材料螺旋桨仿真计算方法,并通过静强度试验对仿真计算方法进行了佐证;然后加入Tsai-Wu强度准则作为桨叶强度的评价指标。通过对30种铺层方案进行仿真计算,阐明铺层角度、顺序对桨叶强度的影响规律,为研究纤维铺层对桨叶强度的影响提供一定的参考。     

混合动力推进轴系扭转振动研究

文章对混合动力推进轴系特点进行分析,采用集总参数法建立轴系扭转振动数学模型及其振动方程。着重讨论了混合动力推进轴系并车相位角和电机激励对轴系扭转振动的影响以及自主开发的振动测试系统。以混合动力推进轴系试验台架为基础,将台架测试值与理论计算值进行对比分析,验证了混合动力推进轴系数学模型和方法的正确性。     

柴油机拉缸故障的扭振诊断技术探索

根据实测柴油机拉缸的例子，分析了柴油机拉缸的过程和特点。本文根据古典摩擦理论和机械-分子摩擦理论建立了拉缸早期和严重拉缸阶段的活塞摩擦力计算模型，并计算了轴系的扭振响应。仿真结果表明：在严重拉缸阶段，两种模型的计算结果相近。本文给出了利用扭振诊断拉缸的诊断参数，还比较了拉缸故障、单缸停油故障和突加负荷时扭振的不同特点，为快速实用地诊断拉缸故障做了一些有益的尝试和理论探索，并引出了在实践中还有待于进一步解决的问题。     

轴系振动测量分析仪的研制及实船应用

以一片单片机为核心，可编程控制器、A／D转换器及辅助电路为支持，用便携机键盘控制轴系双通道的扭振或纵振或回旋振动同步测量及分析，是集成度高，功能完备的轴系振动测量分析仪器。本文介绍了轴系振动测量的原理、方法；仪器的硬件、软件设计及应用实例。     

Z型可伸缩全回转推进器轴系扭振计算

以某2000t浮吊动力定位用Z型可伸缩全回推进器为例,分析了Z型可伸缩全回转推进器轴系的结构特点,建立扭振计算的集中质量模型,计算轴系的固有频率及振型,采用模态叠加法进行轴系的强迫振动响应计算,验证高弹联轴器的选型。