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1、第22卷第5期(總第131期)船舶Vo1．22No52011年1O月SHIP＆B0ATOctober，2011[船舶輪機(jī)]某船舶推進(jìn)軸系扭振計(jì)算分析金立平(吉林省地方海事局長(zhǎng)春130061)[關(guān)鍵詞]船舶推進(jìn)軸系；有限元；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；扭振[摘要]提高軸系扭振計(jì)算精度，必須有精確的原始參數(shù)，以準(zhǔn)確掌握船舶軸系扭振情況。在有限元分析軟件中，建立曲柄半拐等的三維模型，用有限元分析方法精確的確定了各質(zhì)量、軸段的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、扭轉(zhuǎn)剛度等精確原始參數(shù)?；诮⒌膶?shí)船軸系當(dāng)量系統(tǒng)，計(jì)算出了各結(jié)自由振動(dòng)的頻率及對(duì)應(yīng)的共振轉(zhuǎn)速，自由端和飛輪輸出端的振幅，分析了軸段應(yīng)力和扭矩隨曲軸轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速
2、的變化關(guān)系。結(jié)果表明在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，扭轉(zhuǎn)振幅小于限定值，軸段的最大扭矩和應(yīng)力均小于材料許用值，本船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)狀況是良好的。[中圖分類號(hào)]U664．21[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]1001—9855(2011)05—0046—04TorsionalvibrationcalculationandanalysisofashippropulsionshaftJINLi—ping(JiLinLocalMaritimeSafetyAdministration，Changchun130061)Keywords：marinepropulsionshafting；FEM；ine
3、rtiamoment；torsionalvibrationAbstract：Thepreciseoriginalparametersarecriticalforimprovingthecalculationaccuracyofshafttorsionalvibration．Athree—dimensionalmodeofahalfcrankisestablishedinthefiniteelementanalysissoftwaretoaccuratelycalculatetheoriginalparameterssuchasthemomentofinertiaan
4、dtorsionalstiffnessofeachshaftsection．Basedontheestablishedrealshipshaftingequivalentsystem，thispapercalculatedthefreevibrationfrequencyandthecorrespondingresonancespeed，aswellasthevibrationamplitudeofthefreeendandtheflywheeloutputend，analyzedtherelationshipofthestressandtorqueofshafts
5、andthecrankangleandenginespeed．Theresultsshowthatinthewholespeedrange，thetorsionalamplitudeislessthantheallowablevalueandthelargestshafttorqueandstressarelessthanlimitedvalueofthemateria1．SothattheshipshaftingtorsionalvibrationiSinagoodsituation．扭轉(zhuǎn)振動(dòng)進(jìn)行了準(zhǔn)確的分析計(jì)算。0引言1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和剛度等原始參數(shù)的計(jì)算船舶推進(jìn)軸系
6、振動(dòng)一直是船舶界十分關(guān)心的問(wèn)題．扭振分析的精度關(guān)鍵在于模型的準(zhǔn)確性。提高對(duì)于曲軸等復(fù)雜形狀的物體，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量傳統(tǒng)的模型扭振計(jì)算精度的方法，一方面是增加集中質(zhì)量計(jì)算方法是用許多以曲軸中心為中心的、間隔為d尺的數(shù)量，另一方面是各質(zhì)量、軸段的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和剛度的圓?。畡澐殖稍S多弧形小塊。然后分別求得各弧等原始參數(shù)的精確計(jì)算_1I。本文采用有限元分析形小塊對(duì)曲軸中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，再將其相加即可得法，精確計(jì)算了曲軸半拐的原始參數(shù)，對(duì)船舶軸系的其相對(duì)于中心線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。很顯然，對(duì)于曲柄等[收稿日期]2011—07—22_[修回日期]2011—08一O1[作者簡(jiǎn)介]金立平(1981一)，
7、男，漢族，工程師，主要從事水上安全監(jiān)督及海事信息化工作。某船舶推進(jìn)軸系扭振計(jì)算分析復(fù)雜形狀的物體，傳統(tǒng)計(jì)算方法實(shí)際操作上非常不便，難以準(zhǔn)確求解[31制。對(duì)于單位曲柄扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算，目前均采用半經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，由于各種經(jīng)驗(yàn)公式都有各自特定的使用機(jī)型，有一定的適用范圍。因此很難用統(tǒng)一的公式來(lái)計(jì)算曲柄的扭轉(zhuǎn)剛度[。本文采用Ansys有限元軟件進(jìn)行分析計(jì)算。為減少計(jì)算工作量，采用半拐進(jìn)行分析，包含1／2主軸頸、曲柄臂和1／2曲柄銷；建立的半拐三維模型如圖1所示；然后定義材料屬性，劃分模型，并細(xì)化過(guò)度圓角處網(wǎng)格，施加約束和扭矩，如圖2所示；最后求解計(jì)算，得出主軸頸端面節(jié)
