船舶轴系动态特性的实验与理论计算的综合分析

论述了船舶轴和纱动态特性的实验与理论计算的综合分析方法。用该法可通过在轴系便于设置测点处测量得的几个参数推算出整个轴系的动态特性及各个轴承的附加动态轴承负荷，并可利用实测参数对目前难以确定的原始计算参数进行必要的修正，使求得的轴了承动态特性与各个轴承的附加动态轴承负荷能符合实际情况。在船舶轴系试验台上进行的实验及理论计算表明，文中所述的综合分析方法是正确可行的。     

船舶轴系合理校中技术研究

建立了轴系合理校中方案设计的Riccati传递矩阵法模型，并通过与应变片检测技术相结合形成了船舶轴系状态参量综合分析方法，该方法不受轴系艉轴承数量和轴系边界条件的限制，在轴系便于设置测点位置测取断面弯矩，进而推算出各个轴承的负荷等状态参量。轴系试验台计算与测试结果表明，该方法数值稳定，分析精度高，是研究船舶轴系合理校中问题的有效方法。     

轴承标高对多跨轴系振动及稳定性的影响

采用传递矩阵法计算了轴承标高变化对多跨轴系各轴承负荷分析，动特性系数、临界转速、不平衡响应及稳定性的影响，计算结果表明轴表标高对轴系振动及稳定性均有一定影响，对于稳定性不足的轴承需监测其标高变化。     

转台轴系轴承刚度矩阵的理论推导与数值计算

为提高三轴飞行模拟转台的动态性能及机械精度，对转台轴系的支撑轴承进行了研究。根据滚动轴承的几何学、运动学的基本原理和赫兹接触理论，建立了轴承刚度精确的数学模型，推导出了轴承完整的刚度矩阵的解析公式。研究了轴承受载、变形位移的数值计算方法。根据理论模型编制了轴承刚度的计算软件，为转台轴系有限元分析中边界条件的处理提供了依据。     

用有限单元法计算船舶轴系的横向振动

文中导出了用有限单元法计算船舶轴系横向自由振动的计算式,式中考虑了各轴段直径的不同,连轴节等集中质量及各轴承支撑刚度等因素.编出了计算程序,并在T Q-16电子计算机上对很多实际轴系进行了计算,对实际船舶轴系进行了实测,计算与实测结果1明,用有限单元法进行计算与实际情况基本相符,计算与实测之间的误差一般小于5%.     

内燃机试验台架上的“转速禁区”

本文以轴系扭转振动的观点,分析了某些内燃机试验台架出现水力测功器端盖轴承损坏及弹性联轴器橡胶元件快速磨损的原因。认为这些用弹性联轴器传动的试验台轴系,在发动机的较低转速范围存有一个单节点的共振现象,其节点在弹性联轴器橡胶元件转化的当量轴段上。当发动机起动后的暖车过程中,经常在此共振转速范围运转时,是造成橡胶元件快速磨损和水力测功器端盖轴承损坏的主要原因。     

三弯矩方程的理论研究及在轴系校中中的应用

船舶推进轴系设计质量的好坏，直接关系到动力装置的工作可靠性。轴系校核计算是必不可少的，而校中计算是校核计算的关键。通过对传统三弯矩方程在考虑外加力偶、轴段线性均布载荷以及轴段剪力变形影响等3方面的理论研究，提出了适用于船舶推进轴系校中计算要求的通用三弯矩方程，并在校中计算软件中实现，与国外权威计算软件比较，其结果正确，方法可行。     

转台轴系轴承刚度矩阵的理论推导与数值计算

为提高三轴飞行模拟转台的动态性能及机械精度,对转台轴系的支撑轴承进行了研究.根据滚动轴承的几何学、运动学的基本原理和赫兹接触理论,建立了轴承刚度精确的数学模型,推导出了轴承完整的刚度矩阵的解析公式.研究了轴承受载、变形位移的数值计算方法.根据理论模型编制了轴承刚度的计算软件,为转台轴系有限元分析中边界条件的处理提供了依据.     

强非线性转子－轴承系统的动力响应分析

提出了一种求解含强非线性元件大型转子－轴承系统瞬态响应的传递阵矩阵方法．首先利用模态叠加概念和Ｎｅｗｍａｒｋβ差分公式，采用加速度型状态变量，导出了非线性转子－轴承系统中分布质量轴段的场传递矩阵，然后用稳定性较好的Ｘｉｃｃａｔｉ传递矩阵法稳定空间边界值问题．文中未对非线性元件作线性化处理，因而特别适合于强非线性系统．本法保持并改进了Ｘｉｃｃａｔｉ传递矩阵法的优点，因而适用于大型转子一轴承系统．最后通过实例计算，验证了本法的有效性和多种优点．     

ISG型混合动力系统轴系动力学性能分析

为了探讨ISG型混合动力系统轴系的动力学性能,建立了包括机电耦合轴、滑动轴承和发动机缸体在内的混合动力系统轴系数学模型,依此模型对混合动力系统动力学性能进行分析,计算了机电耦合轴扭振频率和曲拐应力分布,同时计算了一个工作周期内不同混合动力工况下滑动轴承的偏心率和油膜压力.通过对计算结果的分析表明:机电耦合轴的混合动力改造不会在发动机工作转速内出现扭振共振;混合动力改造后的机电耦合轴强度不满足要求,需要优化设计和重新校核;混合动力工况不会明显影响混合动力系统轴承的偏心率和油膜压力;根据机电耦合轴电机端轴承的油膜压力和偏心率可以优化电机轴承以及电机的选型和设计.     

Dynamic Shafting Alignment Algorithms Considering Sensitivity Analysis and Its Application

A method for dynamic alignment calculation of a large turbogenerator shafting is proposed. The method can analyze bearing load and bearing load sensitivity. Shafting alignment is made up of two parts:static alignment and dynamic alignment. Static alignment forms the basis of dynamic alignment, its mathematical model is deduced by transfer matrix method, the shafting static characteristic parameters under specific alignment installation requirements were obtained afterwards. Based on superposition method, bearing sensitivity analysis is performed to find the impact of slight bearing elevation change of the static alignment result. Above static alignment, dynamic shafting alignment considers the internal geometry of bearing under rotating state, static Reynolds equation is solved by the finite difference method and the relative position relationship of the center of journal and bearing are obtained. For static characteristic parameters calculated by static alignment and bearing sensitivity analysis, the calculation accuracy is verified by finite element software. The alignment model and codes in this paper can be a tool for the installation and safety analysis of large-scale shafting with three-point or four-point supports.     

轴承刚度对船舶轴系振动特性的影响研究

针对某船舶轴系进行了三维几何建模,对不同位置、不同刚度的轴承条件下的轴系周有振动特性进行了分析,得到了不同位置不同刚度的轴承对船舶轴系固有振动特性的影响。计算结果表明,不同位置轴承刚度的变化对船舶轴系固有振动特性的影响有很大的不同。在所有的轴承中,船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承对船舶轴系的振动特性影响最大,同时这些轴承工作条件恶劣,在船舶正常运行过程中刚度要发生很大的变化,因此在船舶运行过程中必须时刻注意这些轴承的性能变化。其它位置处的径向轴承由于刚度相对较大,而且刚度不易发生变化,因此对船舶轴系的振动特性影响较小。而推力轴承刚度的变化影响只影响轴系的高频振动,对船舶轴系最关注的低频振动来说,影响可以不计。     

筒中筒结构弯扭耦联简化分析

本文在[1],[2]的基础上,讨论了筒中筒结构的弯扭耦联问题,得到了结构弯扭耦联的闭合解,并给出三种典型荷载下的位移、内力计算公式。文中提出的求解内外筒之间相互作用力的方法,避免了复杂的解耦困难,有广泛的适用性,无论对于较精确的空间有限元算法、有限条算法或其他简化计算,只要符合楼板平面内刚度无穷大,出平面刚度忽略不计的基本假定,都是有效的。只要求出各自的柔度矩阵,按本法求得内外筒间的相互作用力之后,即可利用现有程序对内外筒分别进行计算。     

某直升机旋翼动平衡试验台主轴动态分析

利用大型商用有限元软件ANSYS,对直升机旋翼试验台主轴系进行动态分析.首先通过简化各种轴系元件,对主轴系进行几何建模.对轴系本体采用3维BEAM188梁单元模拟,对弹性支承的轴承部分采用COMBINE14弹簧单元进行模拟,对旋翼桨和联轴器部分采用MASS21质量单元模拟.然后确定轴系计算的边界条件,进行模态分析,得到轴系振动的各阶固有频率和固有振型.通过谐响应分析,得到轴系在激振力下的位移和应力响应.通过实际试验台主轴的计算分析,说明该方法符合工程实际.     

2m望远镜方位轴系倾角回转误差分析

为了寻找引起2m望远镜方位轴系倾角回转误差的主要误差源,相应采取措施减小或消除,确保望远镜方位轴系有较高的回转精度,采用国军标中水平仪法测量方位轴系倾角回转误差,对测量数据进行傅立叶谐波展开,分别对常数项和前三次谐波来源进行了分析。常数项和一次谐波为操作误差,予以去除,对比不同轴承结构的方位轴系,得出二次谐波来源于轴承滚道面加工误差,利用有限元分析得出三点调平支撑对大型方位轴系不能提供足够的刚度,由此引起三次谐波。去除操作误差的方位轴系倾角回转误差为1.7″,三点支撑引起轴系晃动量为0.6″,去除二次和三次谐波后,倾角回转误差仅为0.1″。提高轴承滚道面的加工精度,提供一个稳定的高刚度支撑,可有效提高方位轴系的倾角回转误差。     

不同温度和位移边界下混凝土楼板配筋建议

为了定量地确定温度对楼板承载能力和裂缝宽度的影响,在温度场和应力场有限元分析理论的基础上,采用ANSYS软件,对角板和边板2种温度边界条件和多种位移约束条件下的楼板,进行数值模拟分析.结果表明,相对于楼板的承载能力,温度应力对裂缝的影响更大.考虑温度应力后,楼板将从纯弯构件变成拉弯构件,满足承载能力的楼板配筋将增加,同时,温度应力将导致楼板裂缝宽度增大.在实际应用中,为简化计算,对于有明显温差影响的楼板,仍可按纯弯构件计算,但满足此纯弯构件承载能力和裂缝宽度所得配筋量,建议分别增加15%和25%,以抵消温度应力所致钢筋应力的增量.     

销钉连接接触面的应力有限元计算与分析

采用有限元数值求解方法,对由圆柱销钉和匀质正交各向异性层合板构成的连接结构模型进行了销钉拔出过程中接触面的应力计算与分析.模型计算分两个载荷步进行:载荷步一进行不加外载时结构过盈配合所致预应力的计算;载荷步二进行施加位移载荷使销钉从板中拔出的应力计算.结果表明:应力集中在销钉和孔边附近,且呈现对称分布趋势;其中孔径向和环向方面应力值变化幅度较大,最大应力出现在连接板孔边上,孔中心轴向方向应力值变化幅度较小,最大应力在销轴上,为预测销钉拔出造成的易损伤位置提供参考依据,同时应力计算结果为进行各向异性连接件的失效损伤分析奠定了基础.     

预应力钢筋混凝土轻轨桥梁的有限元分析

建立了武汉轻轨桥梁的三维有限元模型,对普通钢筋采用一种分层的等效方法,对预应力钢筋采用修正的等效载荷法.将结构要素都纳入到有限元模型中,计算了几种典型工况作用下轻轨桥梁的应力和变形,并对计算结果进行了详细的分析和对比.验证了该桥梁的安全性,提出了对于该桥梁设计及三维有限元方法应用于轻轨桥梁设计的一些建议.     

基于ADAMS的二维跟踪转台动力学耦合分析

基于ADAMS动力学仿真软件,对二维跟踪转台的方位轴系以及俯仰轴系进行了动力学分析。首先通过仿真方位轴系和俯仰轴系单独摇摆及匀速运动,得到单独运动时驱动电机转矩输出情况;其次通过加载函数使两轴系同时做摇摆运动、高速匀速运动,方位轴系高速匀速运动而俯仰轴系做摆动运动的三种耦合情况,得到了耦合运动时系统驱动电机输出转矩曲线。对比分析不同情况下两轴系驱动电机转矩曲线,得到方位轴系与俯仰轴系之间运动的相互影响关系,为电机的选择提供参考,并为转台物理样机的设计及优化提供了一定建议。