船舶推进轴系弯—纵耦合效应的非线性振动特性

作者：徐鹏; 邹冬林; 吕芳蕊; 塔娜; 饶柱石^*

来源：中国舰船研究, 2019, 14(05): 49-57.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.01389

• 推进轴系
• 弯—纵耦合
• 有限元
• 打靶法
• 多尺度法

[目的]大型船舶的推进轴系一般具有轴系长、跨度大、细长比小等特点,其弯曲变形与纵向变形之间易存在弹性耦合效应,从而引起轴系异常振动,影响轴系的安全稳定运行。为了研究轴系弯—纵耦合的非线性振动特性,[方法]利用变分原理推导轴系发生弯—纵耦合时的非线性振动方程,采用有限元法(FEM)、打靶法等数值方法,以及多尺度法等近似解析方法对非线性方程进行求解,并对比分析弯—纵耦合效应对轴系非线性振动特性的影响。[结果]计算结果表明:弯—纵耦合效应将导致轴系响应中出现多频响应、跳跃现象、能量迁移等复杂的振动现象,同时将增加轴系弯曲方向和纵向方向的固有频率。[结论]研究成果可为大型船舶推进轴系的工程设计提供参考。

• 单位
  上海交通大学; 大连船舶重工集团有限公司; 机械系统与振动国家重点实验室