柴油机推进船舶振动计算及评估研究

建立了柴油机推进船舶的全船有限元计算模型,计算了船舶整体和局部模态频率,对其避开柴油机主推进装置和柴电机组等动力设备的扰动频率进行了评估。根据船舶的运行工况,对柴油机等振动源进行隔振设计,探讨了柴油机和螺旋桨振动激励施加及船体阻尼处理方法,并根据CCS规范要求,对船舶的振动水平进行评估。     

某柴油机发电机组隔振系统设计

为优化设计某柴油机发电机组的隔振系统,首先构建该发电机组整体三维模型,然后分别通过动力学及有限元方法计算该隔振系统下机组的固有频率及振型;并在此基础上提取机组在各扰动激励下的振动响应特性;并对船舶航行过程中该隔振系统下机组的稳定性进行校核;最后通过机组台架试验,对该发电机组进行振动测试,分析该型发电机组的振速烈度级,评价该隔振系统实际隔振效果。     

新型中速柴油机的振动响应计算与测量分析

建立了6L16/24型中速柴油机的几何模型,划分了有限元网格,计算了轴承力和侧推力等主要激励力,定义了边界条件,并应用有限元法进行了振动响应分析计算,进行了6L16/24型柴油机的振动测量,有限元振动响应分析结果与振动测试结果对比分析表明:建立的有限元模型合理可行,可用于柴油机的研发。     

三相异步电机电磁振动有限元计算分析

本文主要研究异步电机空载运行情况下的电磁振动。建立了三相异步电机时步有限元模型,计算了电机瞬态电磁场,得到了电机空载稳态运行状态下的磁场分布情况,进而应用麦克斯韦应力张量法计算电机径向电磁力。对径向电磁力做频谱分析,与解析计算进行对比分析,确定径向电磁力谐波主要成分。利用Ansys有限元软件建立电机三维结构有限元模型,将电机瞬态场计算得到的径向电磁力施加在电机定子齿表面上,计算电机的电磁振动响应。最后,将仿真结果与实验结果进行对比分析,验证仿真计算的准确性。实验结果表明,应用本文方法可以准确计算出电机的电磁振动的频谱分布,可以用于在电机设计阶段对电磁振动的分析。     

柴油机缸体振动响应分析与结构修改

本文运用有限元分析方法对ＺＨ１１０５ＷＧ型单缸柴油机缸体进行了动态特性计算，并主要考虑柴油机气缸燃气压力和活塞－连杆机构运动惯性力来简化处理缸体的激励力，在此基础上，对该柴油机缸体进行了振动响应计算。据此对该柴油机缸体进行了结构修改，并预测了缸体修改后的动力响应，结果表明该修改方案是合理可行的。     

大型船舶低速柴油机柔性曲轴三维振动

运用模态综合法对大型船舶低速柴油机机体和曲轴有限元模型进行缩减,获得二者弹性流体动力润滑耦合下计入非线性缩减的系统动力方程,采用时域积分的Newmark方法进行数值求解.二者间接触力根据Reynolds方程和Greenwood/Tripp微凸峰接触理论,运用有限体积法获得.由此建立大型船舶低速柴油机柔性曲轴与柔性机体耦合下的三维振动计算模型,通过与经典模型计算结果对比,该建模方法和模型得到验证.结果表明:该计算模型能够同时获得曲轴瞬态整体扭振、横振和纵振三维振动形貌;曲轴的横振和纵振呈典型非线性分段特性;曲轴水平横振较垂直横振对轴瓦的振动冲击危害更大.该建模方法有益于进一步揭示曲轴的振动机理,为曲轴优化提供参考.     

轴系振动的多体动力学仿真分析

以某直列6缸柴油机曲轴系为研究对象,通过多体动力学非线性分析的方法对该轴进行了振动研究.首先建立了曲轴等部件的有限元模型,采用子结构的概念,对有限元模型进行模态缩减,然后运用AVL的发动机仿真模块EXCITE建立多体动力学仿真模型.预测轴系振动特性,将计算的扭振结果与实验结果进行对比,计算的扭振结果与实验结果吻合性较好.并进一步研究了飞轮惯量的改变对轴系扭振的影响.     

柴油机基座阻尼减振性能优化及试验研究

以某船舶柴油机基座为研究对象,采用有限元仿真分析方法对阻尼基座进行优化设计,并开展减振效果检验方法研究。通过模型缩减搭建了符合实船弹性边界条件的等比试验台,分步在不同位置粘贴阻尼材料,进行阻尼前后对比试验。试验结果表明:减振效果达到5 d B以上。该研究结果可为船舶低噪声设计提供技术支撑。     

某四缸柴油机龙门式气缸体动力响应分析

建立了某四缸龙门式柴油机气缸体的有限元分析模型,从某四缸龙门式柴油机气缸体的结构动态特性和振动响应进行分析,采用模态试验对有限元模型进行修正,通过有限元、多体动力学手段研究柴油机在额定工况下,以气缸燃气压力、活塞侧压力和主轴承作用力为主要因素,确定了柴油机所受的激励力,利用模态叠加法对柴油机进行了动态响应分析计算,得出了额定载荷下的整机振动烈度,并与整机振动烈度的实测值进行比较,验证了模型的正确性。     

某四缸柴油机龙门式气缸体动力响应分析

建立了某四缸龙门式柴油机气缸体的有限元分析模型,从某四缸龙门式柴油机气缸体的结构动态特性和振动响应进行分析,采用模态试验对有限元模型进行修正,通过有限元、多体动力学手段研究柴油机在额定工况下,以气缸燃气压力、活塞侧压力和主轴承作用力为主要因素,确定了柴油机所受的激励力,利用模态叠加法对柴油机进行了动态响应分析计算,得出了额定载荷下的整机振动烈度,并与整机振动烈度的实测值进行比较,验证了模型的正确性。     

低速机扫排空系统结构分析

某船用低速柴油机采用两级增压方式,导致扫排空系统气体压力大幅增加。为了确保扫排空系统结构的安全性,采用有限元方法仿真计算该扫排空系统的应力应变、模态及谐响应,并结合规范限制值和成熟机型的经验参数,对计算结果进行评价分析。结果表明:该低速机扫排空系统结构能够满足刚度及受迫振动要求。     

某船用柴油机硅油减振器的设计与匹配

通过建立某V型船用柴油机的轴系扭振当量系统模型,进行曲轴扭转振动的计算分析;根据分析结果对该船用柴油机进行硅油减振器匹配设计,以保证曲轴自由端共振振幅及轴段扭振应力低于许用值,同时硅油减振器的散热能力符合要求。扭振测试验证表明:所匹配设计的减振器满足规范和设备安全运行的要求。     

6缸280船用柴油机轴系扭振分析

介绍了将6缸280机车柴油机曲轴应用到船舶领域后轴系扭振出现的一些问题,并为之进行了相关的分析、计算,最终确定了设计方案。重新设计的6缸280ZC/D船机曲轴无论在结构和性能上均能满足船机规范要求,达到了整机轴系扭振的要求。     

某低速柴油机活塞冷却油管装配抗脱松力分析

某型船用低速柴油机活塞冷却油管在运行中发生脱落。为了研究不同装配尺寸对冷却油管装配抗脱松力的影响规律,采用有限元方法研究冷却油管与连接法兰过盈接触面接触压力分布情况,并通过与理论计算值的对比分析验证了有限元结果的合理性。然后通过理论计算得到装配尺寸对冷却油管抗脱松力的影响规律,从而指导活塞冷却油管与法兰面装配过盈量的合理设置。     

6120型车用发动机曲轴轴向振动的分析研究

采用有限元数值计算方法和实验测试方法分别对6120型发动机曲轴轴向振振动进行较深入的研究,所获得的理论结果与实测的结果取得较好的一致,从而为进一步揭示出发动机曲轴轴向振动的规律性,降低发动机的整机振动奠定了基础。     

基于传热系数反求法的船用柴油机组合活塞热分析

建立了柴油机组合活塞的2D有限元模型,并利用传热系数反求法对该模型进行热分析。在仿真分析中,将活塞头部外表面传热系数定义为设计参数,实测温度与仿真温度的差值定义为目标函数。通过仿真计算得到了活塞头部外表面传热系数的分布,并利用反求法得到的传热系数对有限元模型进行热分析,仿真结果与实测温度吻合;传热系数反求法收敛迅速,可以有效用于活塞及其他内燃机零部件的温度分布和热负荷分析。     

某邮轮主推进柴油机的辐射噪声仿真分析

以某邮轮中速主推进柴油机为对象，对该型柴油机的辐射噪声进行仿真分析。阐述了柴油机辐射噪声计算时的模型建立、激励力确定、声压计算方法；分析了该型柴油机主要零部件对整机搌动噪声的影响；实现了该型柴油机辐射噪声水平的预估。仿真分析结果可用于该邮轮主推进柴油机的减振降噪措施设计。     

二冲程柴油机机座表面振动信号的特征分析

为监测主轴承的磨损情况,对船用二冲程低速柴油主机机座表面的振动信号开展测试与分析。介绍了测试系统的组成和振动测点的布置。通过静态敲击试验,证实了缸内燃气爆发冲击和较远档主轴承的冲击对主轴承处机座表面的振动影响较小。通过对柴油机机座表面振动信号的时域波形分析,证实了对各档主轴承座附近机座表面的冲击振动进行监测,可以了解各档主轴承的磨损状态。研究结果为船用二冲程柴油机的振动监测提供了一个新的方法。     

混合动力机车车体设计

介绍了混合动力机车车体的结构设计和计算分析情况。在结构设计中引入了独特的模块化设计、中心销牵引座设计、牵引电机单通风机风道设计、中部柴油机座梁装配简统设计等多种设计理念。车架通过有限元模型的分析计算,其强度刚度均满足要求。     

薄壁油冷活塞三维有限元计算及强度分析

采用三维有限元法对某新设计的船用柴油机的整体薄壁球墨铸铁活塞的变形和应力场进行了计算并在此基础上对该活塞的疲劳强度和热变形进行了校核，同时还对这种薄壁油冷活塞的变形和应力分布特点进行了分析，由此得出了具有参考价值的设计要点。