基于主动艉支承的推进轴系横向振动抑制仿真与实验研究

提出一种基于主动艉支承的推进轴系横向振动传递控制方法,以抑制水下航行器的低频声辐射。该方法将传统的艉轴承支承方式由面支承改为点支承,通过六个主动作动器抑制螺旋桨横向激励力经由艉轴承向壳体的传递。建立包含主动艉支承的螺旋桨-推进轴系-壳体耦合系统动力学模型,分析系统振动传递特性及控制策略可行性;结合自适应控制算法,计算螺旋桨横向激励下的振动传递抑制效果。构建包含主动艉支承的螺旋桨-推进轴系-壳体实验系统,进一步验证控制方法的有效性。仿真与实验结果均表明主动艉支承对于螺旋桨横向激励力经由艉轴承向壳体的传递具有明显抑制效果,可有效降低壳体表面法向振动。

基于原点速度反馈的推进轴系横向振动传递控制研究

螺旋桨脉动力诱导的轴系-壳体耦合振动是水下航行器低频振动声辐射的重要原因之一。针对推进轴系横向振动传递控制,提出一种基于原点速度反馈的主动艉支承控制方法。建立包含六自由度主动艉支承的螺旋桨-轴系-壳体耦合振动模型,考虑原点速度反馈策略,计算主动支承对推进轴系横向振动传递的控制效果。分析结果表明,将六自由度主动艉支承用于横向振动传递抑制,能够在0～200 Hz内有效降低系统固有振动幅值,而且与推力轴承处主动控制相结合,在重点模态频率处可取得更优的控制效果。

艉轴承等效支点位置对轴系回旋振动的影响

在轴系回旋振动研究中,将艉轴承支承分为单点支承、多点支承、分布支承及接触支承四种方式,应用有限元方法,针对不同支承分别建立相应的轴系回旋振动模型,求得艉轴承不同支承方式的支反力以及等效支点位置,并进行相应的回旋振动模态分析。计算结果表明,不同支承方式的等效支点位置对轴系回旋振动固有频率有一定影响。

多支点推进轴系回旋振动对艉部船体的激励特性研究

为了提高水面舰船的声隐身性能,将推进轴系回旋振动作为艉部船体结构振动的激励源,建立了某水面舰船多支点推进轴系以及艉部船体的有限元模型,并针对两种边界条件下的轴系回旋振动模型进行了对比研究,重点开展了螺旋桨横向单位激励力下的轴系回旋振动对艉部船体的低频激励特性的分析,得到了回旋振动通过各轴承途径对船体的激励加速度、激励力以及传递功率流。研究表明,在进行回旋振动等动力学计算时,艉部船体的阻抗边界作用不可忽视;不论是考察振动加速度、传递动态力还是传递功率流,双臂艉轴架轴承都是最主要的传递路径,且与其它轴承相比较有明显的传递优势。在论文算例中13.5 Hz以及10 Hz是轴系回旋振动激励艉部船体的最主要的特征频率,需要重点关注。

一种可变支撑的船舶艉轴试验台动力学特性研究

为了反映大型船舶船体变形对艉部结构支撑刚度的影响,设计了艉轴-油膜-艉部系统试验台,建立了动力学模型,分析了不同支撑刚度下的艉轴动力学特征,总结了支撑刚度对艉轴振动特性的影响。结果表明,艉轴系统的动力学特性会随艉部结构支撑刚度的变化而发生较大改变,艉轴最大振幅随艉部结构支撑刚度的减小而增大。

小型钢质高速船舶尾轴管及尾轴架焊接安装工艺

系统论述了小型钢质传播尾轴管与尾轴架的特征,并探讨尾轴管模块采用的定位方法、人字架支臂毂加强、尾轴管前后轴承座孔位的精细加工等相关工艺,以提升船舶建造品质,有效缩短船舶建造周期。

舰船水润滑轴承等效支点预测及轴系迭代校中

针对舰船推进轴系力学建模时,主观假设的水润滑艉轴承等效支点位置对轴承材料和结构的考虑不足的问题,本文开展考虑轴倾斜及轴承因素的水润滑艉轴承等效支点位置预测及轴系迭代校中方法研究。建立了基于有限元法的艉轴承接触力学模型,以轴线倾角、轴承长径比和内衬弹性模量为控制变量,计算了125种组合方案下轴承的接触压力分布,揭示了三因素对等效支点位置的影响规律并构造了等效支点位置拟合计算式,创新提出了融合等效支点位置计算的推进轴系迭代校中算法。研究结果表明:等效支点位置计算式具有较高的预测精度,7个新算例的拟合公式解与有限元解的最大相对误差小于4%;相比普通三弯矩法,后艉轴承支反力的迭代校中计算结果与有限元结果的相对误差减小了60.22%。