基于ansys船舶軸系的振動(dòng)校核計(jì)算(存儲(chǔ)版)
【正文】 方向是不相同的，軸的中心環(huán)繞旋轉(zhuǎn)中心的軌跡是橢圓而不是圓形。運(yùn)用ANSYS進(jìn)行船舶軸系的振動(dòng)校合計(jì)算在工程上是完全適用的。ANSYS是美國(guó)ANSYS公司開發(fā)的大型通用有限元分析軟件，它具有結(jié)構(gòu)靜力分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析、瞬態(tài)分析、模態(tài)分析、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析等多種功能。根據(jù)實(shí)際需要，只需對(duì)船舶軸系的自由振動(dòng)情況進(jìn)行校合計(jì)算，不考慮受迫振動(dòng)情況。由于軸承有一定的寬度，可以有力矩作用，所以考慮在軸承部分的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都設(shè)置彈簧單元，來模擬力矩對(duì)軸承的影響。軸系共有節(jié)點(diǎn)63個(gè)，其中方向節(jié)點(diǎn)27個(gè)，BEAM188梁?jiǎn)卧?7個(gè)，采用了5種不同的截面形狀，COMBINE14彈簧單元15個(gè)，MASS21質(zhì)量單元1個(gè)?！ ”? 橫向振動(dòng)的固有頻率 表2 橫振頻率f= Hz時(shí)的參數(shù)值 4 軸系縱向振動(dòng)的計(jì)算 軸系縱向振動(dòng)計(jì)算中，BEAM188單元只保留UX自由度，其他自由度都去掉?！ ≡谝陨陷S系振動(dòng)計(jì)算中，進(jìn)行了很多簡(jiǎn)化和假設(shè)，可能會(huì)影響計(jì)算結(jié)果。通過和以往計(jì)算方法的比較，我們認(rèn)為運(yùn)用ANSYS進(jìn)行船舶軸系振動(dòng)計(jì)算，方法簡(jiǎn)單、方便、迅速，計(jì)算結(jié)果和分布趨勢(shì)是合理的，誤差也在工程允許的范圍以內(nèi)。因此，軸系元件的合理簡(jiǎn)化是軸系振動(dòng)計(jì)算中最為困難的事。另一方面，可以用彩色云圖的方式顯示計(jì)算結(jié)果的分布情況，這對(duì)于船舶結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。 橫向振動(dòng)的固有頻率見表1?！ ?duì)螺旋槳部分，將艉軸部分適當(dāng)延長(zhǎng)來模擬螺旋槳部分的長(zhǎng)度，將螺旋槳的質(zhì)量加上附水質(zhì)量(變距槳按30%的螺旋槳干質(zhì)量計(jì)算)簡(jiǎn)化為集中質(zhì)量，集中質(zhì)量直接加在螺旋槳的幾何中心位置。 對(duì)彈性支承的軸承部分采用COMBINE14彈簧單元模擬。中間軸和艉軸中都布置有潤(rùn)滑系統(tǒng)?！ ?duì)于軸系這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，運(yùn)用有限元方法進(jìn)行振動(dòng)計(jì)算具有明顯的優(yōu)越性。 本文嘗試對(duì)軸系元件進(jìn)行簡(jiǎn)化，并進(jìn)行軸系振動(dòng)的校合計(jì)算?！ 妮S系的振動(dòng)有限元分析過程可以知道，幾何建模是整個(gè)分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建立的模型是否合適，是否和實(shí)際情況一致，特別是模型簡(jiǎn)化，必須符合實(shí)際情況，不應(yīng)該改變整個(gè)結(jié)構(gòu)的物理特性，否則就會(huì)造成比較大的誤差。前兩階的計(jì)算結(jié)果圖示如下，見圖29?！ 〗?jīng)過以上簡(jiǎn)化處理，可以建立軸系的有限元計(jì)算模型，見圖1。COMBINE14通常是一維線性彈簧單元，可以分別有三個(gè)方向的自由度UX、UY、UZ，只沿彈簧方向傳遞力。螺旋槳是變距螺旋槳，總重14500kg。本文針對(duì)上海交通大學(xué)和某造船廠共同設(shè)計(jì)開發(fā)的46000噸集裝箱船，為進(jìn)一步的設(shè)計(jì)提供參考。船舶軸系振動(dòng)有三種類型：由旋轉(zhuǎn)軸不平衡引起的橫向振動(dòng)，可以是垂直方向的，也可以是水平方向的，會(huì)造成艉管
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