推力轴承油膜刚度对轴系-艇体结构耦合振动的影响研究

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摘要：轴系一艇体结构耦合系统中，在推力轴承是轴系与艇体结构振动耦合的关键部件之一，阻抗特性直接决其定了纵向脉动力到艇体结构的传递特性，对系统的耦合振动有着至关重要的影响。对推力轴承的动力学特性进行研究，得到在螺旋桨不同转速下的推力轴承油膜刚度，并将其应用于轴系一艇体结构耦合系统的动力学模型中，进而对
ＬＩＤｏｇ－ａｇ，ＣｎｌｎｉＨＥＹｎＮｏｇ，ＺＨＡＮＧｈ－ｉＨＵＨｏｇｘｎｚｉ，ｙＡｎ－ｉｇ
（ＳａｅＫｅｂｒｔｒｆｅｈｎｃｌｙｔｍｎｂａｉｎｈｎｈｉｉｏｏｇＵｎｖｒｉ，ｔｔｙＬａｏａｏｙｏｃａｉａｓｅａｄＶｉｒｔ，ＳａｇａａｔｎｉｅｓｔＭＳｏＪｙ
推力轴承油膜刚度对轴系一艇体结构耦合振动的影响研究
８ｌ

文章编号：０６１５（０１０．０１０１０ —３５２１）６０８．５
推：轴承油膜刚度对轴系一艇体结构耦合振动的影响研究
李栋梁，谌勇，张志谊，华宏星
（上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海２０４０２０）
．
ｐｏｕｓｏｙｔｍａｒｔａｎｕｎｅｏｅｃｕｌｄｖｂａｉｎｏｅｓａｉｇｓｉｕｌｓｕｔｒ．ｈｒｓｂａｉｇＳｒｐｌｉｎｓｓｅｈｓａｃｉｃｌｉｆｅｃｎｔｏｐｅｉｒｔｆｔｈｒｎ —ｈｐｈｌｔｃｅＴｅｔｕｔｅｒ ’ ｉｌｈｏｈｒｕｈｎｄｎｍｉｈｒｃｅｉｉｓｈｖｅｎｉｖｓｉａｅｉｐｐｒａｄｔｅｔｒｓｂａｉｇ’ ｉｆｍｔｅｓａｉｅｅｔｒｐｌｉｎｙａｃｃａａｔｒｔｃａｅｂｅｅｔｔｄｉｔｓａｅｎｕｔｅｒｎＳｏｌｌｓｉｓｎｇｎｈｈｈｉｎｆｓｔｄｆｒｎｏｕｓｏｐｓｅｄｓｏｔｉｅ，ｉ：ｉｒｈｒａｐｉｄｔｅｄｎｍｉｄｌｆｈｈｆｎ－ｕｌｔｕｔｒ．ｈｏｐｅｉｒｔｏｆｔｅｐｅｓｉｂａｎｄｗｈｃｆｔｅｐｌｏｔｙａｃｍｏｅｅｓａｔｇｈｌｓｒｃｕｅＴｅｃｕｌｄｖｂａｉｎｏｈｓｕｅｈｏｔｉｈｓａｔｇｈｌｓｒｃｒｔｉｅｅｔｒｐｌｉｎｓｅｄｓａａｙｅ．ｈｅｕｔｈｗｈｔｈｒｓｂａｉｇ’ ｉｆｌｓｆｅｓｈｆｎ — ｕｌｔｔｅａｆｒｎｏｕｓｏｐｅｓｉｎｌｚｄＴｅｒｓｌｓｏｔａｅｔｕｔｅｒｎＳｏｌｍｔｎｓｉｕｕｄｐｓｔｈｉｉａｈｏａｄｍｅｉｍｒｐｌｉｎｓｅｄｓｔｅｌａｉｇｆｃｏｈｔａｅｔｔｅｔａｓｉｓｏｆｔｅｌｎｉｄｎｌｓｉａｏｔｔｅｌｗｎｄｕｐｏｕｓｏｐｅｓｉｈｅｄｎａｔｒｔａｆｃｓｈｒｎｍｓｉｎｏｏｇｔｉａｃｌｔｒｈｕｏｌｙ
不同转速下的轴系一艇体结构耦合振动进行分析。结果表明，力轴承油膜刚度在中低转速条件下是纵向脉动力向推艇体结构传递的重要影响因素，因而对螺旋桨纵向脉动力诱导的艇体结构振动与声辐射的预报和控制必须对其加以
考虑。
关键词：振动与波；推力轴承；油膜刚度；结构振动；声辐射中图分类号：３１０３７０２；２文献标识码：。ＡＤＯ编码：０３６／ｉｎ１０．３５２１．．１Ｉ１．９９．ｓ．６１５．０１６０８ｊｓ００
Ｉｆｅｃｆｒｓａｉｇ’ ｌｌｔｎｓｎｔｅＣｏｐｅｎｕｎｅｏｕｔｌＴｈＢｅｒｎＳＯｉＦｉＳｉｅｓｏｕｌｄｍｆｈ
ＶｉｒｔｎｏｅＳａｔｇ— ｈｐＨｕｌｔｕｔｒｂａｉｆｈｈｆｉｏｔｎｓｉｌＳｒｃｕｅ
Ｓａｇａ０２０Ｃｈｎｈｎｈｉ２０４，ｉａ、
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水润滑橡胶艉轴承动态性能的试验与分析

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ＪＮＹａ，ＬＩＺｈｎｌｎ／ｏｇＵｅｇ－ｉ（ｅｏｌｆｏｒｎｎｒｙＳｈｏＰｗｅｄＥｅｇ，Ｗｕａｎｖｒｉｆｅｈｏｇ，ｈ３０３ｈｎ）ｏａｈＵｉｅｓｙｏＴｃｎｌｙＷｕａ４０６，Ｃｉａｎｔｏｎ
种分析，少了测试所需时间。减ｌ３试验台架振动特性－
２试验工况）
试验充分考虑舰艇常用的工作转速和负荷，设
定工况为：
（）１负荷：Ｐ＝０１０２０４ＭＰ。．、．、．ａ
根据转子系统的振动理论，舶轴试验台架在船运行过程中产生振动可能有以下情况：Ｉ电机的风机振动，）这是风机叶片的拍频振动，其振动频率一般为旋转轴的基频和风机叶片数的乘

结构振动响应优势模态选取方法研究

结构振动响应优势模态选取方法研究
李华东;王永历;梅志远
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2018(040)004
【摘要】基于Abaqus/Standard有限元软件模态贡献量插件MCF,对结构振动响应优势模态的选取方法进行研究.首先,通过模态贡献量频域曲线图的特性分析,提出频域峰值法和全频段法2种优势模态选取方法;进而,通过对悬臂梁振动性能及模态贡献量进行分析,分别根据以上2种方法选取了优势模态,对优化优势模态阻尼比对结构振动抑制效果进行对比,发现优化由全频段法所得到的优势模态阻尼比对降低整体振动响应的效果更为明显.最后,讨论了模态位移等因素对模态贡献量的影响规律.
【总页数】5页(P43-47)
【作者】李华东;王永历;梅志远
【作者单位】海军工程大学舰船工程系,湖北武汉 430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉 430033;海军工程大学舰船工程系,湖北武汉 430033
【正文语种】中文
【中图分类】O327
【相关文献】
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弹流润滑圆柱滚子轴承径向刚度的计算

子的弹性变形 , 滚子与内圈之间的弹性变形量为
δ 1
,
滚子与外圈之间的弹性变形量为
δ2 。
图 2 滚子与内、外圈接触变形
通过 ( 5) 式可以计算 1 /Jr 的值 , 随着滚动体数目 Z 的增加 , 1 /Jr 趋于常数 ,当滚子数目大于 12 个时 ,滚子轴承的 1 /Jr 近似为 4. 08[7 ] 。因此 , 滚子轴承受径向载荷作用时 , 可近似认为轴承中受
之间的平均线速度 U、当量半径 ρ以及单位载荷 q。
若滚子与滚道接触点不存在滑动 , 内、外滚道
接触点线速度的平均值 U 就是滚动体中心的线速
1 滚子轴承受力分析
如图 1 所示 , 不考虑径向游隙和预紧力的时
候 ,在径向外载荷 Fr 作用下 , 每个滚动体受力各不相同 , 轴承内圈中心 O 沿径向移动到 O ′点 , 此
时最下方位于径向载荷作用线的滚子所受载荷最
大 ,产生的弹性变形也最大 [7 ] 。
由内圈所受载荷 F r 和滚动体所受载荷 N < 作用下的平衡条件可得
根据上述分析 ,对于承受径向载荷 F r ,处于静止状态的轴承中心的径向位移量为
δ=δ1 +δ2 =A F r +B F r lnF r 而对于 ΔF r 来说 ,Δδ=A ( F r +ΔF r ) +B ( F r + ΔF r ) ln ( F r +ΔF r ) - A F r - B lnF r 因此 ,处于静止状态的滚动轴承的接触刚度计算式为
载最大的滚动体载荷为
N0
4. =
08F r , 滚子素线方
Z
向的单位线载荷为
q
4. =

船舶推进轴系振动与功率测量分析研究

讨论
根据实验结果和分析，本次演示对船舶轴系振动的原因进行了深入探讨。研究发现，船舶轴系振动主要受到螺旋桨激振力、轴系不平衡等因素的影响。为了有效控制船舶轴系振动，可以从以下几个方面入手：
1、优化螺旋桨设计，减小螺旋桨的激振力。通过改变螺旋桨的叶片形状、数目等参数，降低螺旋桨运转过程中产生的激振力，从而降低船舶轴系振动的幅度。
文献综述
近年来，国内外学者针对船舶推进轴系振动问题进行了广泛的研究。研究内容主要包括推进轴系的模态分析、振动特性分析、振动故障诊断等方面。
在模态分析方面，研究者通过有限元方法对推进轴系进行模态模拟，得到了轴系的固有频率和振型。研究表明，推进轴系的模态特性与船舶的动力学特性密切相关。
在振动特性分析方面，研究者对推进轴系在不同工况下的振动响应进行了测量和分析。结果表明，推进轴系的振动响应受到船舶运行工况、推进轴系结构及材料等因素的影响。
在振动故障诊断方面，研究者通过对比正常和故障轴系的振动数据，利用谱分析、小波变换等信号处理方法，实现了对推进轴系故障的早期发现和诊断。
然而，现有研究大多于推进轴系的振动特性和故障诊断，而对推进轴系振动的抑制方法研究较少。因此，本研究将针对这一问题展开探讨。
研究方法
本研究采用实验测试与数值模拟相结合的方法，对推进轴系的振动进行抑制研究。首先，利用振动测试设备对推进轴系的振动响应进行实验测试，获取丰富的实验数据。然后，通过有限元方法对推进轴系进行建模，并对模型进行动力学分析，得到轴系的模态频率和振型。
1、在实验测试方面，由于测试设备和条件的限制，未能对不同类型和规模的船舶推进轴系进行全面的测试和分析。因此，未来的研究可以进一步拓展实验测试的范围，以验证方法的普适性和有效性。

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