基于ansys船舶軸系的振動校核計算-資料下載頁
2025-06-18 22:33本頁面
【正文】 只計算垂直方向的振動。ANSYS模態(tài)分析中，BEAM188單元只保留UY、ROTZ自由度，其他自由度都去掉。模態(tài)分析后可以得出各階固有頻率，各節(jié)點的相對位移值、轉(zhuǎn)角值，各單元的彎矩值、剪力值。如果在模態(tài)分析的結(jié)果上，作垂直方向上的諧響應(yīng)分析，就可以得到各階模態(tài)對應(yīng)的模態(tài)參與因子?！ M向振動的固有頻率見表1。前兩階的計算結(jié)果圖示如下，見圖29。 表1 橫向振動的固有頻率 表2 橫振頻率f= Hz時的參數(shù)值 4 軸系縱向振動的計算 軸系縱向振動計算中，BEAM188單元只保留UX自由度，其他自由度都去掉。和橫向振動類似，進(jìn)行模態(tài)分析，就可以得到各階固有頻率和模態(tài)參與因子，各節(jié)點的相對振幅，各單元的軸向力。 5 軸系扭轉(zhuǎn)振動的計算 軸系扭轉(zhuǎn)振動計算中，BEAM188單元只保留ROTX自由度，其他自由度都去掉。和橫向振動類似，進(jìn)行模態(tài)分析，就可以得到各階固有頻率，各節(jié)點的扭轉(zhuǎn)角、扭角力矩?！ ? 計算結(jié)果的分析和小結(jié) ANSYS軟件為船舶軸系振動計算結(jié)果分析提供了強有力的后處理功能。一方面，可以用列表方式查詢各階頻率下節(jié)點和單元的參數(shù)值，這對考察軸系在某一頻率下的強度和安全性很有幫助。另一方面，可以用彩色云圖的方式顯示計算結(jié)果的分布情況，這對于船舶結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步設(shè)計具有重要的指導(dǎo)意義?！ 妮S系的振動有限元分析過程可以知道，幾何建模是整個分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建立的模型是否合適，是否和實際情況一致，特別是模型簡化，必須符合實際情況，不應(yīng)該改變整個結(jié)構(gòu)的物理特性，否則就會造成比較大的誤差。 在以上軸系振動計算中，進(jìn)行了很多簡化和假設(shè)，可能會影響計算結(jié)果。例如，假設(shè)軸承的剛度在各個方向是相同的，但實際上船舶上的滑動軸承的剛度在水平和垂直方向是不相同的，軸的中心環(huán)繞旋轉(zhuǎn)中心的軌跡是橢圓而不是圓形。假設(shè)軸是簡支在軸承支座上，軸承支座是絕對剛性的，但是如果軸的直徑相當(dāng)粗，軸和支座的剛度就可能是一個數(shù)量級，這樣系統(tǒng)的總剛度就降低了。軸承間隙會降低固有頻率。由于船的航速變化及吃水深度的不同，附水質(zhì)量實際上也是一個變數(shù)。對艉軸軸承，特別是靠近螺旋槳的最后一道軸承，由于受到較大的螺旋槳懸臂的力矩，受力不均勻，所以是傾側(cè)的，軸承和軸不可能均勻的全部接觸，這也影響了固有頻率計算的準(zhǔn)確。因此，軸系元件的合理簡化是軸系振動計算中最為困難的事。 本文嘗試對軸系元件進(jìn)行簡化，并進(jìn)行軸系振動的校合計算。通過和以往計算方法的比較，我們認(rèn)為運用ANSYS進(jìn)行船舶軸系振動計算，方法簡單、方便、迅速，計算結(jié)果和分布趨勢是合理的，誤差也在工程允許的范圍以內(nèi)。運用ANSYS進(jìn)行船舶軸系的振動校合計算在工程上是完全適用的
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