螺旋桨推进轴系摩擦自激扭转振动研究

螺旋桨推进轴系中,转子扭转振动和轴颈-轴承非线性摩擦的耦合可诱发自激振动。为研究轴系摩擦自激扭振的形成机制和基本规律,采用速度依赖型的Stribeck摩擦模型描述轴承-轴颈的动摩擦特性,通过拉格朗日方程和主振型叠加法建立了推进轴系摩擦自激扭振的非线性动力学模型。其后利用多尺度法分析了自激扭振发生的临界参数条件和基本规律,运用数值积分方法进行了动力学响应计算,并研究了主要物理参数对轴系摩擦自激扭振产生条件的影响。研究方法和结果可为推进轴系系统设计提供必要的理论参考。     

轴承不对中与轴承摩擦激励耦合作用下轴系的振动特性分析

以船舶推进轴系为例,受低速、重载工作状态的影响,水润滑橡胶轴承可能处于边界或者混合润滑状态,相对较大的轴承摩擦激励力会对轴系的振动特性产生影响,甚至可能诱导异常振动和噪声.轴承基础沉降等因素会引起轴承标高变化,也会影响水润滑橡胶轴承支承界面摩擦激励力的分布,进而对推进轴系的横向、扭转振动特性产生影响.为了模拟边界或者混...     

分布式摩擦激励下轴系振动研究

针对含水润滑橡胶轴承轴系在摩擦激励与弯扭耦合作用下产生自激振动并诱发异常噪声、而常用的点支承模型无法用于分析轴承分布支承力及轴承倾斜等因素对轴系振动影响,采用分布式轴承支承模型及速度依赖型Stribeck摩擦模型,利用拉格朗日方程及模态展开法建立摩擦激励下轴系动力学模型。用数值仿真研究轴系非线性振动与系统物理参数间关系,探讨接触力、转速、轴承倾斜等因素对轴系响应特性影响。结果表明,在相同摩擦系数、接触力、转速条件下轴承倾斜会使轴系更易产生自激失稳。     

摩擦力作用下推进轴系弯—扭耦合振动特性分析

推进轴系的艉轴承负荷受螺旋桨、轴系对中等因素影响,不合理设计或安装可能导致轴承润滑不良,使轴颈与橡胶轴承间容易存在“粘着—滑动”状态,进而导致轴系的弯曲、扭转振动异常。通过简化的推进轴系模型,从机理上分析轴系在艉部橡胶轴承摩擦力作用下的弯-扭耦合振动特性及其主要影响因素,为识别轴系异常振动和噪声提供参考。     

轴承摩擦力作用下弹性支承轴系自激振动特性研究EI北大核心CSCD

以重力式水洞中的弹性支承轴系为研究对象,研究其在水润滑橡胶轴承摩擦力作用下的自激振动特性及其机理。实验结果表明,系统于某一确定转速产生自激振动,并随转速下降维持不变直到一个较低转速由于驱动力不足而消失,各个转速下的自激振动均表现为转速调制下的单阶模态失稳。为了研究自激振动机理,建立了弹性支承轴系动力学模型。在建模时,将轴系分为弹性支承和转轴两个子结构,分别获取固有振动频率和模态振型,建立在轴承界面摩擦力作用下的支承-转轴耦合动力学模型,并采用模态叠加法对模型进行降阶处理。采用四阶Runge-Kutta方法求解动力学方程,分析主要物理参数对系统的影响。分析结果表明,失稳模态为支承的小阻尼扭转振动模态,支承振动与轴承摩擦耦合作用是系统失稳的主要原因。     

主机与螺旋桨激励下某型散货轮船体振动差异特性研究

船舶的低频振动与水下辐射噪声是船舶最主要的噪声源,该振动噪声频谱通常分布在80 Hz以下的频段内,该频段内噪声源主要由主机激励和螺旋桨激励两部分构成。利用有限元法,基于某30 000 DWT型散货轮实际船型的尺寸和主机的安装位置建立带有主机、轴系、螺旋桨的船体有限元分析模型,进行模态分析,得到整船的固有特性。并在此基础上,分别计算主机机座垂向激励和螺旋桨轴向、垂向激励下整船的振动传递函数,获取两激励源引起船体振动的差异特性,为船舶动力系统设计与船体振动噪声控制提供参考。     

螺旋桨激励力下轴系-艇体耦合系统低频声辐射特征分析

针对某轴系-艇体缩比试验模型,首先进行动力学建模,并利用试验数据对模型参数进行修正。在此基础上将振动模型利用直接边界元法进行进一步延伸分析,对螺旋桨纵、横激励力作用下壳体的声辐射特征进行预测,得到两种激励力下典型模态的壳体表面声压和远场声压分布特性,并从能量角度对耦合系统的声辐射特性进行分析,给出轴系-艇体耦合系统水下声辐射特性。     

含非线性部件的船舶推进轴系自由振动解析

通过分析含非线性元件的扭转振动数学模型特点,建立单一质量点的非线性扭转振动方程,从而推导得到多自由度系统非线性扭转振动通用方程。研究谐波平衡法以及摄动法在求解非线性系统的优缺点,提出采用摄动-谐波法求解多自由度系统非线性振动方程,推导得到自由振动通用计算公式,为求解非线性多自由度系统自由振动提供了一定的理论指导和参考。     

催化剂加料器计量组件摩擦自激振动分析

针对聚乙烯生产中催化剂加料器强制下料故障频发的问题，该研究基于加料器计量组件摩擦副接触不紧密引发强制下料的观点，提出通过分析计量组件摩擦自激振动特性探究强制下料发生机制的新思路，应用有限元复特征值法对计量组件摩擦自激振动特性进行了分析，分析表明现役计量组件在正常工况下易发生摩擦自激振动，且摩擦自激振动会改变浮动盘与计量盘之间的接触状态，是引发强制下料的重要原因。进一步地，将参数不确定性引入计量组件系统，基于响应面代理模型对系统摩擦振动性能进行可靠性评估，结果显示计量组件在考虑参数不确定时较理想设计状态更容易发生摩擦自激振动，摩擦振动性能亟待提高。参数全局灵敏度分析结果表明优化浮动盘相关参数是提升系统摩擦振动性能的重点，结合参数影响性分析，从摩擦振动的角度给出了计量组件改进具体措施。该研究结果可为加料器强制下料发生机制研究及计量组件优化设计提供有益参考。     

螺旋桨-轴系-艇体耦合系统振动控制分析与试验

针对螺旋桨非定常激励力经由推进轴系激励艇体结构从而诱发辐射噪声问题,提出一种轴系纵向振动主动控制方法,将纵振控制器对称安装于推力轴承座上,通过反馈控制抑制轴承座振动。对螺旋桨-轴系-艇体耦合系统进行振动建模、控制和声辐射仿真分析,结果表明由纵向激励引起的艇体振动和辐射噪声能够得到抑制。为验证纵振控制器效果,在推进轴系试验台上进行试验验证,结果表明主动控制能够有效抑制推力轴承基座的纵向振动。     

风激拉索张弛振荡的最优控制分析

研究斜拉索在横向风力作用下多模态张弛振荡的最优控制。建立索受控和风力作用的非线性运动方程,导出索横向运动的偏微分振动方程,运用Galerkin法转化为常微分方程组,以描述受控索的多模态张弛振荡;根据最优控制的动态规划原理确定非线性控制力,应用平均法解得该系统自激振动及其稳定性的分析解,通过分析和数值模拟说明该最优控制能够有效地抑制索的张弛振荡。     

考虑易损件的包装系统在半正弦波激励下的冲击响应

把运输包装系统简化为二自由度线性系统,运用数值求解法对具有线弹性材料的缓冲包装系统进行研究,得到了在半正弦激励下,易损件及主体的冲击响应谱,并讨论了频率比、质量比、阻尼比及冲击波幅值的影响;该方法和结论对缓冲包装设计具有重要意义.     

基础激励下非线性碟簧减振系统的特性研究

详细研究了考虑静力载荷影响、具有弹性非线性和Coulmb摩擦阻尼非线性的磺簧元件的动力学特性。首先利用Fourier级数展开与平均法研究非线性碟簧系统的自由振动,讨论影响自由振动的振幅和频率的各种因素;然后利用Fourier级数展开与谐波平衡法研究基础激励下非线性簧系统的强迫振动,通过详细的参数研究考察非线性碟簧元件的减振性能特征;最后采用修正的稳定分析方法研究稳态响应的稳定性。     

The Average Power of a System under Random Excitation

1IntroductionFOrmanyyears,scientistshaveusedtheenergymethodeffectively(e.g..LaGrange'sequations)tOstUdythevibr'ationofsystemSbysettingupdifferenti31equationsormdengestimationsofnatutalfrequencies.Naturallythesemethods~usedPredominantlyformodellingcom...     

矩形贮箱类液固耦合系统的平动响应研

采用与以往不同的方式,综合运用两种不同形式的Ｌａｇｒａｎｇｅ函数,以简洁的方式建立了常重力下受到水平激励的矩形贮箱类液固耦合系统的耦合动力学方程。该方法大大减少了公式推导,且所得的动力学方程是降阶的。通过数值仿真发现,在一定的激励幅值和频率下,该耦合系统会出现零点漂移等非线性动力学现象。     

螺旋桨非定常激励力传递特性研究

螺旋桨非定常激励是引起轴系和潜艇振动的重要因素。首先建立轴系-艇体耦合结构模型,通过有限元仿真对比螺旋桨横向和纵向激励的传递特性以及螺旋桨非定常激励力引起的潜艇声振特性,并重点研究轴系对螺旋桨纵向非定常激励的传递作用,最后通过试验对仿真分析结论进行验证。结果表明,轴系对螺旋桨纵向激励的传递效率明显高于横向激励,且纵向非定常激励引起的潜艇振动和声辐射也显著高于横向非定常激励;轴系对螺旋桨纵向非定常激励具有显著的放大作用,对潜艇水下声辐射影响较大。     

随机激励下高维包装振动系统的可靠性分析

研究了两自由度包装振动系统在受高斯白噪声外激励下的可靠性.利用由随机平均法导出的关于系统的独立运动积分的随机平均方程,通过系统本身的特性以及对漂移与扩散系数作出的一些假定,给出了系统的可靠性函数以及首通损坏的条件转移概率密度函数所满足的后向柯尔莫哥洛夫方程和福克-普朗克方程,并进一步详细地讨论了其边界与可解性条件.数值结果表明,关于系统的可靠性函数以及首通损坏的条件转移概率密度函数方面的结果是比较合理的,这也表明文中的分析方法是正确的.     

自激振荡射流喷嘴内部流场及雾化效果的数值模拟

为了提高喷嘴的雾化效果,将液体射流的自激振荡理论与压力喷嘴雾化进行结合,建立自激振荡射流喷嘴的数值模型,并运用Fluent软件研究体腔系数和射流压力对内部流场及雾化效果的影响。结果表明:喷嘴斜壁的设计使得液体发生反弹和振荡现象,最初在喷嘴射流出口处发生原生涡环,之后逐步向四周扩散,并传动到整个喷嘴内部;随着体腔系数的增大,速度峰值呈先增大后减小的抛物线变化趋势,雾化粒度的变化规律与之相反;确定最佳的体腔系数范围为0.6~1.2,射流压力为3~5 MPa。     

站房结构在地铁激励下的振动响应研究

对大型综合交通枢纽车站—南昌西站进行模型仿真,从时域和频域的角度分析地铁列车激励下南昌西站的振动特性。研究地铁2号线在不同行驶速度、不同隧道埋深工况下的振动传播规律及频率分布特点,并结合振动控制标准对环境振动进行评价。研究结果表明,在地铁列车荷载作用下,综合枢纽车站的振动幅值随着振源距离增大而减小;在距离轨道中心线20 m~40 m的区域出现振动放大区,振动放大效应对轨道层与楼板层的响应影响较大,对商业夹层的影响小,车站不同结构层的振动频率分布特性基本一致,主要集中在10 Hz~60 Hz范围内,但是随着高度的增大,结构层的高频成分衰减较快;车站结构横向振动水平总体上比垂向振动小,但两者处于同一量级,甚至在部分频率范围内比垂向振动大。     

一类受随机激励的强非线性包装振动系统的随机平均

对一类受有界噪声激励作用的强非线性包装振动系统使用随机平均法和MLP方法,给出了此类系统的随机平均方程和FPK方程.利用路径积分方法,初步得出了一些关于系统稳态响应的联合概率密度的模拟结果.