冰区航行船舶电力推进轴系机电耦合的扭振分析

通过螺旋桨桨叶与冰块的相互作用过程,建立单冰块对螺旋桨扭转振动的激励函数;同时建立机电耦合振动数学模型,推导得到机电耦联动力学方程,研究电机电磁激励力对扭转振动的影响。以3500吨科考船电力推进轴系为研究对象,基于冰载荷激励力和电磁激励力对轴系扭转振动进行分析,为复杂的船舶电力推进轴系在冰区航行时的振动研究奠定了基础。

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。

基于层次分析法轴系校中多目标优化研究

在轴系合理校中过程中,目前仅仅是考虑单一目标函数进行最优化校中,而在实际校中过程中需要考虑多因素进行校中。本文考虑多目标因素下的合理校中,根据各目标对象所占的权重比,利用层次分析法求出满足轴系校中各项要求的轴承合理变位可行值。

船舶推进轴系振动与校中关键技术

针对齿轮啮合传动、万向联轴器传动等对推进轴系扭转振动的影响,建立复杂轴系耦合振动计算模型及混合动力系统轴系振动模型,提出推进轴系振动系统解决方案;通过大型船舶推进轴系弹性校中机理及计算方法的研究,得到船体变形、艉轴承支点位置及油膜刚度等对轴系合理校中影响的变化规律,开发轴系振动与校中集成计算分析软件,有效地解决了轴系设计与安装中振动计算分析与校中问题。在理论研究的基础上,开展了推进轴系振动测试及校中检验等试验方法研究,开发了能满足轴系振动与校中等综合测试与监测的仪器。

混合动力推进系统低噪声轴系设计研究进展

对混合动力推进系统噪声的产生机理、低噪声轴系的设计方法及其控制技术的国内外研究进展进行较全面系统的综述.具体内容包括混合动力推进系统激励力研究、噪声产生机理分析、低噪声轴系设计方法研究.重点关注船舶推进轴系低噪声技术方面的研究进展,包括柴油机减振降噪改进设计、低噪声螺旋桨、复合材料,以及相关控制技术,并对今后的研究工作提出一些建议.

基于VB.NET的船舶推进轴系扭振计算软件开发研究

以Visual Studio.NET为开发平台,采用VB.NET与MATLAB混合编程的方法编制了船舶推进轴系扭振计算软件。运用VB.NET做界面及数据处理,在MATLAB中编写计算自由振动和强迫振动的解析法函数进行计算。通过实例分析,该计算方法准确稳定可靠,软件界面友好,输入与接口方便,能满足船舶推进轴系扭振计算与校核的要求。

在役大型水工弧形闸门结构静强度与模态分析

为保证在役大型弧形闸门安全稳定运行,以葛洲坝工程水工弧形闸门为例,利用有限元分析软件,按设计水头对其进行静力学强度和模态分析,得出闸门最大应力集中点及变形情况,并根据自振频率、振型和最大变形位移判断闸门振动强弱。结果表明,闸门设计总水压力与理论计算偏差为4.7%,在5.0%误差控制范围内,弧形闸门整体最大应力为373.86 MPa、变形为12.938 mm,强度和刚度均能满足现行规范设计要求,面板底部存在局部应力集中,闸门整体振动变形量小于0.508 mm,振动强度不大,只有低阶频率出现在水流脉动压力的高能区,其发生共振的可能性小。

混合动力推进轴系扭转振动研究

文章对混合动力推进轴系特点进行分析,采用集总参数法建立轴系扭转振动数学模型及其振动方程。着重讨论了混合动力推进轴系并车相位角和电机激励对轴系扭转振动的影响以及自主开发的振动测试系统。以混合动力推进轴系试验台架为基础,将台架测试值与理论计算值进行对比分析,验证了混合动力推进轴系数学模型和方法的正确性。

连接件不对中对轴系回旋振动的影响特性研究

船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分,在航行过程中会受到多种复杂载荷的作用。文章基于轴心与质心的相对位置关系,推导了连接件不对中所导致的不平衡力,以及轴系回旋振动的受迫响应振幅数学模型。分别以转子轴系试验台及某船轴系为对象,进行了仿真计算与试验测试。计算结果表明:连接件不对中使轴系振动响应振幅提高,具有较为明显的影响。

油膜轴承负荷对船舶推进轴系回旋振动的影响

针对船舶推进轴系中常用的油膜轴承,基于雷诺方程推导了轴承负荷对油膜流体形变的影响关系,建立了油膜轴承的动力学特性数学模型,应用有限元方法,建立相应的轴系回旋振动模型.以某实船数据为对象,根据不同的轴承负荷进行了仿真计算与模态分析.计算结果表明,轴承负荷的大小与其作用的轴承位置对轴系回旋振动固有频率有一定影响.

船舶复杂混合动力推进轴系振动研究

本文以某船舶混合动力推进系统为研究对象,分析其振动机理及建立复杂推进系统振动数学模型。选取混合动力推进轴系典型扭转振动运行工况进行计算与分析,研究其扭转振动特性;同时借助混合动力推进轴系校中与回旋振动数学模型,阐述设计阶段轴承布置的合理性对其有重要意义。该研究为对混合动力推进系统的低噪声设计理论研究及工程设计具有一定的指导意义。

低速柴油机推进轴系频域稳态扭转振动分析

以载重10000 t低速柴油机推进轴系为研究对象,创建其当量系统模型。基于系统矩阵法对推进轴系进行自由振动分析,求得扭转振动固有频率和振型。研究柴油机在全转速下的气体和往复惯性激励力矩,针对推进轴系在柴油机和螺旋桨共同激励下的频域稳态扭转振动响应特性进行计算,求得推进轴系扭转振动的主谐次、共振转速点和推进轴系各部件的应力值。结果表明,推进轴系在低阶频率振动时气缸和中间轴振幅较大,推进轴系应力远小于材料的屈服强度,船舶能够安全稳定航行,同时为推进轴系时域瞬态扭转振动研究打下基础。

一体化桨舵装置造型设计及水动力计算方法研究

以一体化桨舵装置为分析对象,详细论述了该装置的造型设计及水动力计算方法。通过MATLAB计算模型的空间坐标,实现模型的建立及运动学仿真。基于MATLAB和Turbo Grid划分螺旋桨周围的流体网格,以ANSYS CFX分析不同桨舵装置的水动力性能,比较了不同水动力计算结果,为一体化桨舵装置水动力计算提供了基本思路。

CNNLSTM深度神经网络在滚动轴承故障诊断中的应用

针对大数据下的滚动轴承振动信号自适应故障特征提取与智能诊断问题,提出了一种结合卷积神经网络(CNN)与长短时记忆网络(LSTM)的故障诊断模型。首先通过网格搜索算法寻找到当前模型的最优初始参数;然后以原始一维振动信号作为模型的输入,利用网络CNN层自适应提取短时特征信并降维后作为LSTM层输入;接着利用LSTM层学习特征信息并训练神经网络模型;最后,网络输出层利用Softmax函数实现多故障模式识别,完成故障诊断。使用Spectra Quest机械故障综合模拟试验台实测数据集对模型进行验证,试验结果表明,与多层感知器、LSTM网络以及经典的LeNet5、AlexNet、VGG相比,所提出的CNN-LSTM模型的分类平均准确率可达99%以上,且模型结构比其他模型更简单,训练时间更短;同时,通过K折叠交叉验证算法对模型进行评价,结果表明CNN-LSTM模型计算误差较小且网络训练充分,未出现过拟合或欠拟合情况。

基于MATLAB的轴系扭振仿真研究

以12 000 DWT油船推进轴系系统为背景,通过建立轴系扭转振动的仿真模型,介绍了扭转振动计算方法和仿真方法;在MATLAB软件中编制仿真程序进行求解,并将仿真结果与实船测试结果进行对比分析。实践证明,用MATLAB软件仿真简单方便、准确性高,对了解轴系扭转振动现象具有重要的意义。

冰载荷电力推进轴系扭转振动研究

以船舶混合动力推进轴系的电力推进模式为研究对象,建立轴系扭转振动数学模型,重点讨论了电力推进轴系冰载荷激励力矩和推进电机的阶次振动激励力矩对轴系扭转振动的影响。采用应变法对实际船舶推进轴系进行扭转振动测试,将推进轴系的测试值与理论计算值进行比对分析,验证了文中建立的推进轴系数学模型和应变测试方法的正确性。

船舶低速柴油机推进轴系扭转振动研究

采用集总参数法建立10 000 DWT油船低速柴油机推进轴系扭转振动模型,将模型分为直链式扭转振动模型和带分支式扭转振动模型,建立单质量点的扭转振动数学方程和Simulink仿真模型,提出采用系统矩阵法和Simulink软件仿真方法分别对该轴系的频域振动特性和时域振动特性进行研究。同时,通过对实船轴系进行扭转振动测试,验证该船舶推进轴系扭转振动数学模型和理论分析方法的正确性,对降低船舶轴系振动和提高船舶安全性具有一定的理论指导意义。

船舶柴电混合动力系统能量管理控制策略

为了使船舶在航行过程中动力推进系统处于最合理的工况下运行,以某船舶四机双桨混合动力推进系统为研究对象,对该系统的4种单机模式、6种PTI模式和2种并车模式的运行工况特点及其对应的能量流进行研究;提取船舶航行工况的特征参数并建立标准航行工况,运用所建立的航行工况模糊模式识别模型识别样本所属的航行工况,提出了基于工况识别的规则能量管理控制策略对船舶柴电混合动力推进系统能量进行统一管理和分配。在船舶航行过程中,利用上述方法实时对航行工况进行识别,从而通过切换离合器状态指令,使船舶在最优工况下航行以降低燃油消耗与减少排放。

冰区航行船舶轴系时域瞬态扭振计算及软件开发

对在冰区航行船舶柴油机推进轴系运行过程中螺旋桨与冰块相互作用特点及各阶段螺旋桨冰载荷激励力矩时域特性进行研究.采用集总参数法建立扭转振动当量模型,运用Newmark-β法对基于冰载荷作用下某船舶推进轴系进行时域瞬态扭转振动理论计算与分析.基于VB.NET软件开发平台与MATLAB软件进行混合编程,开发了通用的冰区航行船舶推进轴系时域瞬态振动计算与分析的工程应用软件,并与国外软件计算报告进行对比分析,对软件的正确性进行了验证.这项研究对船舶推进轴系在极地/冰区海域的安全性运行提供了理论指导.

科学考察船升降鳍板锁紧装置的故障分析及修复设计

以科学考察船升降鳍板锁紧装置为研究对象,对锁紧装置整体结构设计及工作原理进行分析。在船坞中对锁紧机构各部件的破坏情况进行现场勘验,同时根据部件的破坏特点对其进行分析与研究,为避免锁紧机构装置再次失效,针对故障特点对锁紧机构提出修复设计方案。此外,对锁紧机构整体及关键部件进行强度校核,为锁紧装置在科学考察船中的应用提供参考依据。