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基于刚柔混合模型的船用柴油机轴系动态特性研究

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基于刚柔混合模型的船用柴油机轴系动态特性研究

作者：高广强大连海洋大学

学位级别：硕士

柴油机轴系承受着复杂、交变的燃气压力和惯性力,是柴油机中重要的运动部件之一。传统的柴油机轴系动态特性研究是建立刚性体模型,而实际工况中的轴系零部件都是弹性体,在外载荷作用下易发生微小的弹性变形,导致不同零部件间的相互作用... 详细信息

柴油机轴系承受着复杂、交变的燃气压力和惯性力,是柴油机中重要的运动部件之一。传统的柴油机轴系动态特性研究是建立刚性体模型,而实际工况中的轴系零部件都是弹性体,在外载荷作用下易发生微小的弹性变形,导致不同零部件间的相互作用复杂多变,因此传统研究方法难以满足不断增长的计算精度要求。虚拟样机技术和有限元法的迅速发展,为柴油机轴系实际工况下的运动学和动力学仿真研究提供了技术支持。本文以船用6300C型柴油机轴系为研究对象,首先应用Pro/E建模软件建立轴系零部件实体模型,并进行装配,得到轴系的装配数据模型,并将其导入到多体动力学仿真软件ADAMS中,定义运动副和质量属性、施加外部载荷和驱动,建成曲轴轴系多刚体动力学模型,并进行运动学、动力学仿真分析,计算出各个构件在任意时刻、任意位置的运动规律(位移、速度、加速度等)及构件间的作用力等;其次运用有限元软件ANSYS对6300C柴油机曲轴与连杆分别进行计算模态分析,求得它们的固有频率和振型,分别生成曲轴与连杆的模态中性文件(MNF),将ANSYS中生成的曲轴与连杆的模态中性文件(MNF)分别导入到轴系多刚体动力学模型中,对曲轴与连杆进行柔性化处理,进行多柔体动力学与多刚体动力学仿真结果对比,分析得出两种不同模型对轴系零部件运动性能和构件间作用力的影响效果;最后由柔体模型输出连杆的动态载荷文件,对连杆进行应力应变分析,找到连杆工作时最危险的部位,对其进行可靠性分析。综合利用虚拟样机技术和有限元法完成了船用6300C型柴油机轴系动态特性仿真研究,仿真过程更接近实际工况,获得了两种模型下的对比分析图,为柴油机轴系零部件的精确设计提供了可靠依据,为后续连杆的优化工作提供借鉴,对提高柴油机设计水平及整机性能有着重要意义。

关键词：柴油机轴系多体动力学有限元分析刚柔混合模型

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船舶柴油机轴系扭转振动概况

武汉造船 1979年第2期 98-107页

作者：洪我世

本文扼要介绍船舶柴油机轴系扭转振动产生的原因,以及国内外因扭振断轴断桨事故的分析和研究。文中还介绍了柴油机轴系扭振理论计算的主要内容与方法,对实船测试的范围以及记录图的分析与数据整理等概况。文章在提出关于扭振所存在的问... 详细信息

本文扼要介绍船舶柴油机轴系扭转振动产生的原因,以及国内外因扭振断轴断桨事故的分析和研究。文中还介绍了柴油机轴系扭振理论计算的主要内容与方法,对实船测试的范围以及记录图的分析与数据整理等概况。文章在提出关于扭振所存在的问题之后,并就提高计算的准确性及实测的精度说明了目前轴系扭振的科研动向。

关键词：船舶柴油机事故柴油机轴系理论计算断轴船用柴油机扭振扭转振动结构振动

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船舶柴油机轴系扭振计算程序

江苏船舶 1986年第2期 45-51页

作者：金丽君骆宁森金陵船厂金陵船厂工程师

对船舶柴油机轴系进行扭振计算,无论用能量法或用分析解法都很繁琐,即便是很有经验的技术人员也要用逐渐接近法试算多次,甚至数十次上百次才能得到满意的结果。这种类型的计算用程序在电子计算机上进行,则是理想而简捷的。我们为了对某... 详细信息

对船舶柴油机轴系进行扭振计算,无论用能量法或用分析解法都很繁琐,即便是很有经验的技术人员也要用逐渐接近法试算多次,甚至数十次上百次才能得到满意的结果。这种类型的计算用程序在电子计算机上进行,则是理想而简捷的。我们为了对某轮的轴系进行扭振计算而编制了SHARP PC-150O微机配FX-80宽行打印机程序,经过多次试算效果很理想,我们愿将该程序介绍给大家,并希得到大家对其不足之处进行指教。

关键词：轴系扭振扭振计算船舶柴油机船用柴油机柴油机轴系弹性联轴节弹性联轴器 CHR

两个与柴油机轴系滚振问题有关的实例——兼与陈之炎同志商榷

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内燃机工程 1982年第1期 58-63页

作者：陆振生华南工学院

读了陈之炎同志“论柴油机轴系的非主简谐滚振”一文后,获益甚多,尤其该文在谈到曲柄端面图非均匀排列的柴油机时指出,在这种情况下非主简谐的干扰力矩并不等于零,从而具备了激励非主简谐滚振的条件这一段论述,使笔者意识到自己在“商... 详细信息

读了陈之炎同志“论柴油机轴系的非主简谐滚振”一文后,获益甚多,尤其该文在谈到曲柄端面图非均匀排列的柴油机时指出,在这种情况下非主简谐的干扰力矩并不等于零,从而具备了激励非主简谐滚振的条件这一段论述,使笔者意识到自己在“商榷”一文中提出的“只要柴油机装置在其转速范围内出现滚振,几乎无例外地都是柴油机最低次主简谐的滚振,不会是非主简谐的滚振”这一看法存在局限性。事实上,笔者这种看法只是分析了常见的曲柄均匀排列(对单排多缸机则是发火均匀,下同)的发动机提出的,没有顾及到比较少见的曲柄非均匀排列(对单排多缸机则是发火不均匀,下同)的发动机。对提出这种看法时的疏漏笔者深表歉意。因此较为确切的说法应该是:对常见的曲柄均匀排列(不能满足单列式发火均匀者除外)的柴油机轴系,只要在其工作转速范围内出现滚振,几乎无例外地都是柴油机最低次主简谐的滚振,不会是非主简谐的滚振。对曲柄非均匀排列的柴油机轴系,笔者十分同意陈之

关键词：简谐波次非曲柄非均匀柴油机轴系发动机列式