基于冰载荷特性的吊舱推进器模型试验分析

为研究吊舱推进器的结构强度与设计冰载荷的关系,该文通过建立试验模型、设计试验工况、对标试验规范,开展了冰水池船模阻力与自航试验,进行吊舱冰载荷的试验测试与评估。试验结果表明：吊舱支柱冰载荷随着螺旋桨转速增大而变小,随着航速和冰厚增加变大。目前,国际范围内对吊舱推进器冰载荷的技术问题可参考数据不多,该文可为吊舱推进器冰载荷特性研究提供参考价值,同时指导工程应用。     

单相电能表误差的调整

由于各种因素的影响，使电能表的驱动力矩和负载功率之间、制动力矩与转盘转速之间，即负载功率与转速之间不能严格保持成正比的关系，从而引起电能表的误差。由于此误差是由电能表本身结构所致，故称为基本误差。电能表检修人员应对基本误差特性曲线的构成有一基本了解，从而在调整中才能作到心中有数。本文就工作中的体会作一介绍，仅供参考。l电能表在误差调整前首先应进行补偿力矩的预调整，其目的是为了补偿掉计度器和轴承中的摩擦力矩、轻微的电压、电流铁芯倾斜或不完全对称引起的潜动力矩。方法是断开被检表的电流回路，电压回路加…     

微型动力测试仪的研制及应用研究

本文介绍了微型动力测试仪的测量原理、电路设计和实验设计，对微型动力测试仪进行的测试和测量误差分析。该微型动力测试仪可以对电动机、微小型发动机等推进器进行测试，分别显示使用特定螺旋桨时推进器的电压、电流、升(推)力和转速几项参数。应用测试仪对不同的推进器、螺旋桨进行匹配测试，采集了大量的实验数据，为制作微飞行器选择推进器提供依据。     

螺旋桨激励条件下结构振动特性研究

为研究复合材料螺旋桨以及铜质材料螺旋桨在锤击激励以及非稳态激励条件下的结构模态固有特性和水下振动噪声特性,在设计的试验环境下,对处于水介质以及空气介质中的复合材料螺旋桨以及铜质材料螺旋桨5桨叶进行模态激励试验,得到两型螺旋桨各桨叶的固有频率、模态振型以及阻尼比,并分析两型桨5桨叶之间的差异;针对桨-轴系统在临界转速工况下出现空化而导致的异常振动噪声现象,选取螺旋桨发生空化前的辐射水声频谱,对两者进行了对比研究;另外,试验还模拟桨-轴系统在高速运转下的停车运行工况,对停车运行过程的振动噪声时频特性进行分析。试验研究结果表明:前3阶模态中,复合材料螺旋桨各桨叶之间的差异比铜质材料螺旋桨之间的差异要大,但两型桨叶的振型基本一致;螺旋桨发生空化时,产生的叶频及其倍频幅值放大了约2~10倍;停车运行过程中,变流速,变转速产生的变激励力是引起振动噪声时频变幅特性的主因。该研究成果对新材料、新工艺在船舶推进器声学设计有较好的指导作用,对螺旋桨在非稳态激励下的噪声源声学特性有全面认识。     

吊舱推进器水动力分析及其载荷特性研究

该文通过建立吊舱推进器水动力分析模型,采用多重参考系方法（MRF）,研究吊舱推进器水动力及其载荷特性,分析螺旋桨旋转的吊舱推进器在直航工况、±10°舵角工况下的空化性能。分析表明,空泡是造成吊舱推进器效率降低的一个主要原因。该文同时分析了吊舱推进器在直航工况下,螺旋桨的推力、扭矩系数和进速系数之间的关系。上述理论计算符合实际,可以为吊舱推进器的水动力性能预报提供参考。     

一种高阻尼螺旋桨在宽带激励力下的振动特性研究

提出一种新型高阻尼螺旋桨结构形式,通过将螺旋桨桨叶简化为弯曲梁,对常规桨叶和新型桨叶的随机振动特性进行对比分析。首先利用基于均匀湍流统计模型的相关分析方法,求取了作用在桨叶表面上的压力谱空间分布;然后运用基于模态叠加法的随机振动理论,讨论了系统参数对桨叶叶尖速度响应功率谱和脉动推力功率谱的影响规律。研究表明新型螺旋桨结构形式具有降低叶片固有频率处峰值响应的效果。     

冰区航行船舶冰阻力及六自由度运动响应的离散元分析EI北大核心CSCD

冰阻力是冰区船舶航行过程中的重要影响因素,对船舶航行性能及航行安全带来严峻挑战。该文采用扩展多面体离散元方法建立冰船动力作用过程的三维离散元方法,基于船舶推进功率与推进力间近似关系,将螺旋桨推力、冰载荷、舵力及水动力等载荷分开考虑,开展恒功率破冰船六自由度非线性操纵直航冰阻力及运动响应计算。为验证该离散元方法的可靠性,对比了碎冰区DUBROVIN及平整冰区LINDQVIST冰阻力公式计算结果。基于船舶在不同主机推进功率及复杂冰况下的直航冰阻力计算结果,展开对船舶破冰航速的影响因素分析。在此基础上,给出了船舶垂荡、横摇、纵摇等冰区船舶运动响应模拟结果和极地船舶运动响应预报结果,最后对碎冰及平整冰区船舶冰阻力及运动响应展开了对比分析。该方法可有效计算船舶冰阻力,其模拟结果可为冰区船舶运动响应及航行安全预警提供重要参考。     

剪式齿轮传动机构非线性动力学特性研究

考虑齿侧间隙、时变啮合刚度和摩擦力等因素,建立7自由度剪式齿轮传动系统非线性动力学模型,采用Runge-Kutta法对转速、啮合齿隙、扭簧刚度、预紧力矩等对系统振动特性的影响进行了研究。结果表明,随着转速的升高系统逐渐进入混沌状态,中等转速区间系统的非线性动力学行为对转速的变化更为敏感;随着齿侧间隙的增大,混沌区间增大,混沌特性加强;扭簧刚度影响系统的非线性运动状态,但对冲击现象的影响较小,较小的扭簧刚度更有利于消除冲击现象;扭簧的预紧力矩影响系统啮合状态,最小预紧力矩的大小受负载力矩的影响且近似呈正比例关系。     

基于翼尖支撑和螺旋桨独立支撑的螺旋桨滑流影响实验研究

螺旋桨滑流对飞机的升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数有着非常重要的影响,该文通过风洞实验方法,探索螺旋桨滑流对飞机气动特性影响的规律。与目前国内常用的全机带动力实验不同,该文结合西北工业大学NF-3低速风洞的翼尖支撑测量系统和螺旋桨及短舱独立支撑机构开展研究,研究了桨叶角、前进比和拉力系数对螺旋桨滑流效果的影响。研究表明:螺旋桨滑流效果主要取决于其拉力系数,飞机升力系数随螺旋桨拉力系数的增大而增大,阻力系数和俯仰力矩系数随螺旋桨拉力系数的增大而减小。     

电动舵机力矩特性的简易测量研究

根据电动舵机的力矩特性快速测量的需要,设计了基于弹性悬臂梁的多通道电动舵机力矩特性简易测量系统.分析了该系统的工作原理与关键技术的实现:针对电动加载系统普遍存在的多余力矩问题,采用机械式加载不会产生多余力矩;通过设计不同规格的弹性悬臂梁能够获得较宽的加载力矩范围;数据采样频率高,有较宽的工作频带.实验结果表明:该系统能够实现对电动舵机的比例加载,并自动绘制力矩-频率特性曲线,实现力矩特性的快速测量.为小功率的电动舵机力矩加载测试提供了一种可行的方案.     

喷水推进装置及其在舰艇上的应用

船舶喷水推进装置具有推进效率高、噪音小、操作性能好以及适合浅水航行等特点，其军事价值将越来越受到世界各国海军的重视．分析了喷水推进装置的优、缺点，简要介绍了其基本原理和结构，并总结了其在潜艇和水面舰艇上的应用，对其今后的应用与发展趋势作了简要分析。     

推力轴承油膜刚度对轴系－艇体结构 耦合振动的影响研究

在轴系－艇体结构耦合系统中,推力轴承是轴系与艇体结构振动耦合的关键部件之一,其阻抗特性直接决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－艇体结构耦合系统的动力学模型中,进而对不同转速下的轴系－艇体结构耦合振动进行分析。结果表明,推力轴承油膜刚度在中低转速条件下是纵向脉动力向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。     

螺旋桨激励力作用下舰船振动及水下声辐射特性研究

针对螺旋桨激励力作用下舰船振动响应及水下声辐射特性进行研究,基于有限元法/边界元法(FEM/BEM)对比分析螺旋桨三向激励力分别作用及共同作用时舰船振动响应及水下声辐射特性。结果表明:相比螺旋桨轴向及横向激励力,螺旋桨垂向激励力更易激发舰船振动及水下声辐射响应,且均方速度级与声功率级更大;螺旋桨轴向力及横向力主要激发舰船水平振动,垂向力则主要激发舰船垂向与水平振动;螺旋桨激励力作用下舰船振动响应与水下声辐射线谱不完全一致,且水下声辐射线谱分布频率范围更广。最终建立起螺旋桨激励力与舰船振动及水下声辐射间的对应关系,为舰船桨-轴-船系统减振降噪设计提供理论支持。     

一种新的无刷直流电机机械特性检测方法

在介绍无刷直流电机机械特性检测原理的基础上,通过分析无刷直流电机的换相过程,得到无刷直流电机换相频率与转速、转矩之间的关系.同时,通过对无刷直流电机空载启动过程进行仿真,利用小波分析方法对仿真得到的相电流进行去噪,提取电机在启动过程中的瞬时换相频率,经过计算得到无刷电机的转速曲线和机械特性曲线.将仿真得到的机械特性曲线与理论公式直接得到的机械特性曲线进行对比,验证了该方法的可行性.     

摩擦激励下螺旋桨推进轴系自激振动特性分析

水润滑轴承摩擦诱导的螺旋桨推进轴系振动是造成舰艇艉部高频振动噪声的重要诱因。针对摩擦诱导的螺旋桨推进轴系非线性自激振动特性进行研究。基于拉格朗日方程和模态叠加方法建立摩擦激励下螺旋桨推进轴系的非线性动力学方程,轴承—轴颈的动摩擦特性采用速度依赖型的Stribeck摩擦模型进行描述,同时考虑非线性摩擦、扭转振动和横向振动的耦合作用。运用Newmark-β和Newton-Raphson迭代相结合的方法求解系统非线性动力学响应。分析结果表明,在摩擦激励自激振动作用下系统动力学特性均被激发,系统的弯扭耦合振动特性易诱发螺旋桨推进轴系产生摩擦自激振动现象。     

基于频响函数综合的推进轴系动力学建模与支撑结构参数优化分析

针对船舶推进轴系提出了一种基于频响函数综合的子结构方法,考虑了轴承液膜交叉刚度的影响、螺旋桨和推进电机同时激励的工况,分析了在螺旋桨和推进电机激励下的振动响应特性。该方法将耦合系统划分为螺旋桨-轴系、轴承、高弹、推进电机、隔振器和船体子结构,通过二次频响函数综合建立了耦合系统的频响函数表达式;利用该建模方法和灵敏度分析建立了以均方传递力、传递功率流为优化目标的优化模型,针对轴承、隔振器和高弹的刚度参数进行优化。结果表明:基于频响函数综合的子结构建模和优化方法效率高,适合于对支撑结构刚度参数进行优化;对一模型的匹配优化结果表明,轴承和隔振器刚度减小、高弹性联轴器的刚度增加对减小振动传递有利。     

像面扫描系统负载非平衡特性分析

为便于像面扫描控制系统的设计和机械配重,对系统负载的非平衡特性进行研究.首先从凸轮设计入手,简要介绍了相机的工作模式,指出在相机位角扩大监视模式下,凸轮及从动件的重力将会在凸轮扫描平面上产生重力分量.对像面扫描系统负载非平衡特性进行了理论分析.基于电机的数学模型,提出通过电机开环响应曲线测定负载力矩的方法,并分析了测量误差产生的原因.理论分析表明:在相机位角为0°时,凸轮从动件的惯性力造成电机负载力矩不平衡,电机转速越高,负载力矩越大;在相机位角非零时,凸轮及从动件重力在凸轮旋转平面的分量对负载力矩产生影响,且相机位角越大,电机负载力矩越大.像面扫描系统负载非平衡特性的研究将为后续控制系统设计及机械配重提供理论依据.     

SWATH船纵向运动性能分析

根据切片理论编制了SWATH船在规则波及不规则波中的纵向运动理论预报程序．分析了航速对SWATH船在不规则波中迎浪纵向运动响应的影响规律．并研究了鳍的位置、尺度、组合形式对SWATH船纵向运动性能的影响．结果表明，中高速航行有利于发挥SWATH船优越的耐波性；增大鳍的尺度、使用艏艉组合鳍能提高SWATH船在不规则波中的纵向运动性能．     

船舶推进轴系振动控制研究

推进轴系运行引起的振动是船舶艉部振动噪声的主要噪声源,轴系振动控制对船舶振动噪声控制有重要意义。从系统动力特性设计角度出发,对影响轴系振动的因素进行了理论分析,提出了控制轴系纵向一阶叶频临界转速、缩短推进器悬臂长度、开展轴系与结构动力学匹配设计等振动控制措施。通过台架试验对理论研究结果进行了验证,结果表明所提出的振动控制措施切实有效,对实船推进轴系振动控制具有实际指导意义。     

多齿轮耦合复杂转子系统的振动特性分析

本文探讨了多对齿轮耦合对齿轮转子系统动力学特性的影响程度,以压缩机转子系统为例,对整个耦合系统进行了安全校核。首先,基于有限元法,建立了通用的弯—扭—轴—摆斜齿轮耦合动力学分析模型,此模型中考虑了啮合刚度、方位角、啮合角、螺旋角以及主动轴转动方向对齿轮啮合刚度矩阵的影响;接着,对系统进行了固有特性分析,得到了系统的临界转速和安全裕度表;然后,基于模态叠加法,对系统进行了不平衡响应分析,对比了考虑齿轮啮合前后系统各位置处的不平衡响应变化曲线。研究结果表明,对于多对齿轮啮合的系统,齿轮间的耦合使系统之间的振动强烈,必须考虑齿轮耦合的影响,并且要结合固有特性以及瞬态响应分析来判断临界转速和振动峰值的大小。