CAE-原油船主发电机机座的振动和疲劳分析
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• (3) 通过疲劳分析，得到了应力循环次数（工作时间） 与使用寿命的关系。结构经过10年的工作，最危险处 的使用寿命已达91%，即将发生疲劳破坏。
工作10年 后的使用 寿命,最大 应力处的 使用寿命 为91.8%
结论
• (1) 通过有限元模态分析，得到了结构的自振频率。最 低阶的自振频率为23.79Hz，远高于发电机的工作频率 (12Hz).结构不会发生共振。
• (2) 通过谐响应分析，得到了结构在任意频率激励下的 振动特性和相应的应力分布。在工作状态时，发电机 的最大振幅（Z向）为2.5×10m，最大应力为37.3MPa ，发生在FR21的腹板边缘处。
阶次
频率
1
23.79
2
23.84
3
25.34
4
25.38
5
26.12
6
26.19
7
27.99
8
28.57
9
28.81
10
29.16
计算结果（续一）
• 发电机谐响应振动
计算结果（续二）
发电机机座内的应力分布
最大应力 发生于 FR21腹板 的外缘处 ，最大应 力为37.3
MPa
计算结果（续三）
• 主发电机机座疲劳特性
原油船主发电机机座 的振动和疲劳分析
一、问题来源和目的
受大连造船新厂船研所的委托,由美国ANSYS公司北京办事 处对68000吨原油船主发电机机座进行振动和疲劳分析。其目 的在于:研究主发电机机座在发电机转子周期交变旋转不平衡离 心力作用下的振动和疲劳特性。
二、问题描述（几何模型）
问题描述（边界条件及载荷）
FY=Asin(wt) FZ=Asin(wt-f) A=400000N F=90
材料性能
材料: CCSA 密度：7800 弹性模量： 2E11Pa 泊松比：0.3 S-N曲线 (左图,S-logN)
有限元模型
单元类型
壳单元 梁单元 质量单元
单元总数 6811 节点总数 6550
计算结果
Hale Waihona Puke • 自振频率（前10阶）
工作10年 后的使用 寿命,最大 应力处的 使用寿命 为91.8%
结论
• (1) 通过有限元模态分析，得到了结构的自振频率。最 低阶的自振频率为23.79Hz，远高于发电机的工作频率 (12Hz).结构不会发生共振。
• (2) 通过谐响应分析，得到了结构在任意频率激励下的 振动特性和相应的应力分布。在工作状态时，发电机 的最大振幅（Z向）为2.5×10m，最大应力为37.3MPa ，发生在FR21的腹板边缘处。
阶次
频率
1
23.79
2
23.84
3
25.34
4
25.38
5
26.12
6
26.19
7
27.99
8
28.57
9
28.81
10
29.16
计算结果（续一）
• 发电机谐响应振动
计算结果（续二）
发电机机座内的应力分布
最大应力 发生于 FR21腹板 的外缘处 ，最大应 力为37.3
MPa
计算结果（续三）
• 主发电机机座疲劳特性
原油船主发电机机座 的振动和疲劳分析
一、问题来源和目的
受大连造船新厂船研所的委托,由美国ANSYS公司北京办事 处对68000吨原油船主发电机机座进行振动和疲劳分析。其目 的在于:研究主发电机机座在发电机转子周期交变旋转不平衡离 心力作用下的振动和疲劳特性。
二、问题描述（几何模型）
问题描述（边界条件及载荷）
FY=Asin(wt) FZ=Asin(wt-f) A=400000N F=90
材料性能
材料: CCSA 密度：7800 弹性模量： 2E11Pa 泊松比：0.3 S-N曲线 (左图,S-logN)
有限元模型
单元类型
壳单元 梁单元 质量单元
单元总数 6811 节点总数 6550
计算结果
Hale Waihona Puke • 自振频率（前10阶）