冰区船舶电力推进轴系瞬态扭振计算研究

为获得船舶电力推进轴系在冰载荷冲击作用下的时域瞬态扭转振动响应,采用经典的频域集总参数多质点模型,基于该模型对电力推进轴系时域瞬态扭振计算中的计算方法、轴系转速降、激励、阻尼等关键技术及影响因素进行研究,提出冰载荷冲击作用下电力推进轴系时域瞬态扭振计算的流程。以极地运输船电力推进轴系为研究对象,对该船推进轴系进行时域瞬态扭振计算,获得推进轴系在冰载荷冲击作用下的轴系转速降及动态响应。实例仿真结果表明,2#中间轴最大应力幅值与国外计算报告的相对误差为1.0%,验证了计算方法及程序的正确性。

冰区船舶柴油机推进轴系瞬态扭振计算研究

对冰区船舶推进轴系时域扭振建模方法进行阐述,归纳了扭振计算的流程,并对计算中的关键问题及影响因素进行了探讨。应用Newmark-β逐步积分法和MATLAB求解工具,进行了轴系瞬态扭振仿真计算。螺旋桨轴最大扭矩幅值的计算结果与国外计算报告的相对偏差为0.82%,验证了计算方法和程序的正确性,可为冰区船舶柴油机推进轴系瞬态扭振计算提供参考。

同步电机驱动压缩机组轴系扭转疲劳分析

API617标准规定,对于同步电机驱动压缩机组,在机组起动工况下,同步电机产生的瞬时冲击扭矩非常大,轴系部件的响应扭矩可能会大于材料的疲劳极限,故必须进行起动工况下的瞬态扭转分析及轴系扭振疲劳分析,以确定机组部件可承受的电机起动次数。利用商业转子动力学软件XLROTOR对同步电机驱动机组进行了起动工况下的轴系瞬态扭振分析,获得了轴段的扭转瞬态响应。利用应变寿命法进行了低周扭转疲劳分析,获得了转轴材料的表面完全因子、形状因子、载荷因子、有效应力集中因子、安全因子等疲劳参数,最终利用累积疲劳算法获得了机组的许用起动次数。

冰区船舶推进轴系扭振计算软件开发

为获得船舶推进轴系在冰载荷冲击作用下的频域稳态扭转振动响应和时域瞬态扭转振动响应,通过Visual Studio与MATLAB混合编程,开发了一套能够满足中国船级社审图要求的具有完全自主知识产权的冰区船舶推进轴系扭转振动计算软件。利用Visual Studio平台搭建界面作为数据输入、传输、存储、结果显示及打印,将核心计算模块写入MATLAB,并编译成动态链接库,供Visual Studio调用。其中,自由振动计算和频域稳态扭振响应计算采用解析法,时域瞬态扭振响应计算采用Newmark逐步积分法。软件测试结果表明,该方法稳定可靠,程序正确,计算结果满足工程精度要求,软件具有功能齐全、通用性强、界面友好、操作简单易行、计算精度高和速度快等优点,能够满足推进轴系各计算工况的要求。