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1、第36卷第12期2014年12月艦船科學(xué)技術(shù)SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．36．No．12Dec．．2014船舶推進(jìn)軸系多體動力學(xué)和扭振特性孫長飛，劉文科(江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南京211170)摘要：在深入分析推進(jìn)軸系扭振特性及其動力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，將在solidworks中建立的船舶推進(jìn)軸系三維實(shí)體模型導(dǎo)入ADAMS中形成軸系的多體動力學(xué)模型，并對該模型進(jìn)行自由模態(tài)分析、動力學(xué)特性分析和軸系在不同工況下的扭振特性分析。結(jié)果表明，推進(jìn)軸系在施加負(fù)載后軸系的扭轉(zhuǎn)角呈周期性變化趨勢，振幅較大且峰值可
2、達(dá)O．650。在旋轉(zhuǎn)副失效的條件下，扭轉(zhuǎn)角在0．9。附近波動。當(dāng)軸系終端螺旋槳受到?jīng)_擊時，軸系的扭轉(zhuǎn)角也將產(chǎn)生較大幅值的波動，最大扭轉(zhuǎn)角達(dá)到了4．50左右。關(guān)鍵詞：船舶；軸系；多體動力學(xué)；扭振中圖分類號：U664．21文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672—7649(2014)12—0082一04doi：lO．3404／j．issn．1672—7649．2014．12．018ResearchofshippropulsionshaftingdynamicsandtorsionaIVibrationcharacteristicsSUNC
3、hang-fei，LIUWen-ke(JiangsuMaritimeInstitute，Nanjing21l170，China)Abstract：Thetorsionalvibration舳ddyllarIlicstheoryoftheshippmplllsionshaftingarefirsdyaIIalyzedmomugllly．net}lree—dimensionalemi哆modelof岫propulsionsh幽ingwasestablishedinS0lidworksand惴tllenintroducedint0A
4、DAMStofo珊mIllti—bodydynamicsmodel．’Iheanalysisoftwent)r—stepf南emodal，dyn鋤iceh啪cteristicsandshippmpulsionsh甜mlgtorsionalVibmtioncharacteristicswerepresented．Theresultshowthatthetorsionall直eoftllesh柚ingch肋gesperiodicallywhilebeingapplied10ad。111eamplitude0fVibmtionis1
5、a唱eaIldtIlepeakValuecanreach0．65。．．11letorsionangleoftheshmingmaintainedatabout70％tlleconcussionincondition0fwear—outofabe碰ng．Thetorsion鋤gle誦llalsoproduce丑uctuationwitlllargeamplitudewhenthescrewpmpeⅡerwasimpactedarIdt}Iemaximuman對ecanreach4．50．Keywords：ship；shaftsy
6、stem；multi．bodydynamics；torsionalVibmtionO引言船舶推進(jìn)軸系起著船舶動力傳遞的關(guān)鍵作用，軸系動力學(xué)性能的好壞直接決定著整個船舶的可靠性，甚至影響著船舶的航行安全¨。21。例如：目前船舶發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的主要故障源就是軸系因扭振現(xiàn)象的嚴(yán)重變形日。4·，此外，扭振問題還可能導(dǎo)致包括曲軸、螺旋槳軸在內(nèi)的多軸系的斷裂、傳動件的磨損、聯(lián)軸器的失效和發(fā)動機(jī)噪聲等問題的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響著船舶的動力性能和航行安全性能¨“1。采用虛擬樣機(jī)技術(shù)和多體動力學(xué)技術(shù)進(jìn)行船舶推進(jìn)軸系動力學(xué)特性分析具有計算過程高效、準(zhǔn)確、工
7、作效率高和設(shè)計周期大幅縮短等優(yōu)點(diǎn)，成為目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)¨1。國內(nèi)外軸系扭振變形計算模型主要包括集總參數(shù)和質(zhì)量沿軸線連續(xù)分布參數(shù)¨’1刮兩大類。集總參數(shù)模型將經(jīng)離散化的軸系質(zhì)量等效在慣性圓盤系上，圓盤之間用輕質(zhì)彈性桿件相連，每個圓盤所受阻力來源與軸系內(nèi)部和外部2個方面；質(zhì)量沿軸線連續(xù)分布模型中軸系質(zhì)量沿軸縱向連續(xù)分布，更符合實(shí)際情況。本文在深入分析推進(jìn)軸系扭振特性及其動力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，將在Solidworks中建立的船舶推進(jìn)收稿日期：2014—09—17：修回日期：2014一ll一24作者簡介：孫長飛(1979一)，男，碩
8、士，講師，研究方向為輪機(jī)工程技術(shù)。第12期孫長飛，等：船舶推進(jìn)軸系多體動力學(xué)和扭振特性·83·軸系三維實(shí)體模型導(dǎo)人ADAMS中形成軸系的多體動力學(xué)模型并對該模型進(jìn)行不同工況下的扭振特性分析。1軸系扭振變形特性軸系扭振的根本原因是統(tǒng)一軸系沿軸向不同坐標(biāo)處重心不一致導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)角不
