船舶轴系振动被动控制方法研究开题报告

全文总字数：6985字

1. 研究目的与意义（文献综述）

船舶轴系是船舶动力装置的基本组成部分，在推进装置中，从发动机的输出法兰到推进器之间，以传动轴为主的一整套设备被称为轴系。船舶轴系将主机发出的扭矩传递给螺旋桨，同时将螺旋桨产生的轴向推力，通过轴系、推力轴承传至船体以推动船舶整体运动。

船舶在航行过程中，在各种不同力的作用下，船体的各个部分会产生不同程度的振动。在一个系统中，如果激励频率和系统固有频率达到一致，就会导致系统的共振。对于大功率推进装置，即使不处于共振状态，随着激励的增大，也会产生剧烈的振动，并在一定程度上影响船舶的航行，降低动力的传递效率。这种振动也会对船舶轴系等关键部位造成损坏^[1]。

船舶轴系振动研究始于19世纪末。船舶轴系随着推进装置的功率不断提高、结构尺寸不断变小而出现多次轴系断轴事故。人们开始意识到轴系是弹性体而非刚体。在研究短轴原因的过程中，人们认定断轴是由于扭转振动引起的。1921年霍尔茨设计出了holzer表，用于计算扭振的固有频率和固有振型^[2]。20世纪50代末，陆续出现了各种计算方法。直至今日，国内外学者做了大量工作并研究开发出各种计算软件。^[3,4]

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

本文将通过全面分析船舶轴系振动的各种形式及其原因。基于有限元分析软件ansys对船舶轴系、支撑基座及尾部艇体结构进行几何建模，通过附属性、单元划分、施加载荷和边界条件等得到结构有限元模型。对轴系及艇体结构进行振动计算，分析轴系固有频率及振动响应，研究船舶轴系振动特性。通过采取在支撑基座处施加隔振器、在基座及基座附近艇体敷设粘弹性阻尼材料等被动控制措施，验证其对船舶轴系振动的减振效果。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

（1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告； （第1周—第3周）

（2）查找并阅读文献，总结归纳国内外船舶轴系振动的研究现状及应用，学习各种模态的振动原理及相关知识；（第4周—第6周）

（3）学习有限元分析软件ansys，搜集船舶轴系、支撑基座及艉部艇体相关参数，完成对船舶轴系及周边部分的实体建模并将其转变为有限元模型后进行振动计算； （第7周—第8周）

4. 参考文献（12篇以上）

[1]周春良. 船舶轴系振动研究[d]. 哈尔滨工程大学,2006.

[2]唐艾飞. 船舶推进轴系振动研究[d].武汉理工大学,2014.

[3]刘伟,李全超.面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法及系统开发[j].2012,(10):93-95.