基于ANSYS的滚装船超长轴系扭转振动仿真计算
ANSYS扭转
ANSYS 圓軸扭轉分析(座標系的變換)ANSYS不能直接作扭轉分析，必須要利用座標系的變換，並將扭矩轉換成力量，直接作用在節點座標上。
(扭矩=距離x力量)ANSYS座標系分成，1. global coordinate system整體座標系(1) Cartesian coordinate system直角座標(x, y, z)，內定，代號sys 0(2) Cylindrical coordinate system圓柱座標(r, θ, z)，代號sys 1(3) Spherical coordinate system球座標(r, θ, ψ)，代號sys 2(4) Cylindrical Y coordinate system圓柱座標(r, θ, y)，代號sys 5局部座標系，依使用者自訂，代號sys 11以上。
Utility Menu－＞WorkPlane－＞Change Active CS toUtility Menu－＞WorkPlane－＞Local Coordinate System－＞Create Local CS－＞2. working plane coordinate system工作平面座標，創建實體用定位和定向。
Utility Menu－＞WorkPlane－＞Display Working Plane3. nodal coordinate system節點座標系，用於定義每個節點的自由度和負載方向。
Main Menu－＞Preprocessor－＞Modeling－＞Move/Modify－＞Rotate Node CS－＞4. element coordinate system元素座標系5. display coordinate system顯示座標系6. results coordinate system結果座標系。
顯示分析結果。
Main Menu－＞General Postproc－＞Options for Outp例如一厚壁圓筒內部受壓力，如以1/4圓結構，以平面應變分析，得到y方向應力如左圖，也可以在後處理使用，結果座標系中選擇不同坐標系，圖形就不一樣Main Menu－＞General Postproc－＞Options for Outp－＞選擇Global Cylindric得到y方向應力如右圖一圓軸直徑D=50mm 、長度L=120mm 、E=200GPa 、ν=0.3、一端固定、一端受到力矩M=1500N-m 作用。
基于ADAMS的柔性传动轴系扭转振动分析
=
( 1)
确定发动机谐次 r 的范围采用以下公式 60 ωi 60 ωi ・ ≤r ≤ π・ π 2 nmax 2 nmin
( 2)
式中 , nmax 、 nmin分别为发动机最高 、 最低工作转速 。 通过式 ( 1) 、 式 ( 2) 可以看出 , 在动力传动轴系转动 过程中 , 当发动机升速或者降速时 , 轴系将会遇到多个 临界转速 , 即会发生多次共振 。但在升速或者降速过 程中短时间通过临界转速不会建立起共振工况 。因此 需要关注的是在发动机工作转速范围内出现的临界转 速 , 尤其是发动机激振力矩幅值较大的谐次对应的临
2. 2 仿真测试
由于机车传动轴的扭转振动在运转过程中属于强 迫振动 , 而且发动机内部激振很复杂 , 所以在仿真过程 中计算机不可能模拟发动机的激振过程 。本文在仿真 过程中采用的测试方法为给系统一单位力 δ, 然后测 试系统的自由扭转振动情况[ 7 ] 。通过仿真软件对系统
为了准确反映传动轴系各个部件的相互关系 , 根 据零件的二维图纸和技术参数 , 将它们的实际运动关 系简化成 ADAMS 中的理想约束 , 组装成一个完整的轴 系 。传动系统模型总成如图 4 所示 。
第 31 卷 第 6 期 基于 ADAMS 的柔性传动轴系扭转振动分析 79
①假设传动系统中各构件之间的装配误差为零 , 即忽略各构件之间的装配误差 。 ②假设传动系统各构件之间的摩擦力为零 , 即忽 略各构件之间的摩擦力 。 ③假设所有构件均为匀质构件 , 构件的轴心偏心 距为零 , 即忽略构件由于偏心引起的横向振动 。 ④假设液力变矩器端的阻尼为零 , 弹簧的阻尼为 零。 ⑤假设振源只有发动机 , 即忽略整车其余部分传 来的振动 。 1. 2. 3 建立构件柔性体模型 要在多体动力学分析中建立模型的柔性体 , 则必 须先对各个构件进行有限元分析 , 得到其各阶振型和 固有频率 ,然后利用模态中性文件 (MNF) ,导入多体系 统中 , 实现构件的柔性化 。本文采用 ADAMS/ Flex 模 块的构件网格模式 ( Geometry) ,首先定义好柔性体的附 着点 ,即柔性件与其它构件的连接点 。定义好附着点 后 ,需要在附着点的附近的网格结点上选取适当数量 结点作为力的作用点 , 作用点的数量和位置根据模型 精度 的 需 要 来 选 取 。最 后 , 将 选 取 的 结 点 转 换 成 ADAMS 的标识 ID , 就可以生成模态中性文件 。图 1 、 图 2、 图 3 所示为飞轮 、 前联轴节 、 齿轮轴有限元模型 , 表 1 为其构件的前 6 阶模态对应的固有频率 。
基于ANSYS Workench的带式输送机滚筒轴的优化设计
引言煤炭作为国民经济发展的重要能源资源，对人类经济社会的发展提供了巨大的助力，特别是在现代社会对电力、冶金行业需求不断扩大的同时，作为基础动力的煤炭资源的需求剧增，因此各煤矿生产企业不断提升井下煤炭开采效率，为了适应井下复杂的地质环境和大运量的需求，各类型的带式输送机不断投入应用。
滚筒作为输送机传递动力和改变方向的机构，在工作时需要承受巨大应力、扭矩，在长期运行时极易在结构强度较弱的地方出现扭曲变形或者断裂，轻者造成输送机系统停机维修，重则造成输送带下滑、煤炭散落甚至人员伤亡事故，因此为了提升输送机滚筒轴的可靠性，迫切需要改变盲目增加安全系数确保滚筒轴工作安全性的方法。
本文以某矿用输送机系统的滚筒轴为研究对象，利用仿真软件对其结构强度进行分析，研究滚筒轴结构优化方案，降低滚筒轴质量，提升结构强度[1]。
1滚筒轴受力分析输送带在工作时是利用驱动滚筒和输送带之间的摩擦力实现输送带的运行，在摩擦力作用下，输送带的驱动滚筒的输入侧产生张紧，在驱动滚筒的输出侧有一定的松弛，由受力平衡分析可知，输送带在驱动滚筒两侧的张紧力的差值和驱动滚筒作用在输送带上的摩擦力相等，可表示为[1]：S f =S 1-S 2.（1）式中：S 1为输送带输入侧的张紧力；S 2为输送带输出侧的张紧力；S f 为滚筒作用在输送带上的圆周力。
输送带在驱动滚筒的作用下实现圆周运动，其工作状态下输送带内的受力情况如图1所示。
由图1可知，驱动滚筒在工作时的受力情况与带传动主动轮受力情况一致，由带传动的摩擦驱动理论分析可知，工作时输送带在驱动滚筒两侧分别为紧边和松边，在两侧边应力差值的作用下作用在驱动滚筒上的合力将会是作用在滚筒轴中心线上的一个水平力的分量F 及一个力矩T ，在其共同作用下，将导致滚筒轴在水平截面内产生一个扭转和弯曲的弯扭组合受力[2]。
滚筒轴在受到弯扭组合作用力的同时，滚筒两端胀套对滚筒轴的作用力分别为F 1、F 2，滚筒轴两侧的轴承支座会对其产生一个反作用力F 3、F 4的作用，作用在滚筒轴上的受力如图2所示[2]。
船舶轴系扭转振动有限元分析及求解
有限元法的基本思想是“化整为零 ”,即化复杂的不规则的整体为有限个单元的集合 体 ,以一定程度的近似为代价求出扭振系统的数值解 。具体地说 ,借助于有限元法 ,可以把 一个复杂的连续体看成是若干个基本离散单元的集合体 ,对扭振而言 ,有限元法使连续的扭 振问题变成一个有限自由度系统的振动问题 ,从而使得问题可以借助于线性方程组求解 。
一 引 言
船舶柴油机动力装置轴系的扭转振动是影响该动力装置安全运行的重要动力性能之 一 ,也是当前柴油机推进装置的重要故障原因之一 ,世界多数国家的船舶检验机构规定 ,超 过 150马力的内燃机动力装置必须进行扭转振动计算和测量 ,中国船舶标准化技术委员会 专业标准也有类似的规定 。目前 ,扭转振动计算方法有多种 ,计算的内容是进行系统的自由 振动和强迫振动计算 。自由振动计算的方法很多 ,如 Holzer法 、Tolle法 、Tepckux法等 ,以往 以 Holzer表格法应用较多 ;强迫振动计算多采用能量法 、放大系数法 。本文主要在 matlab7. 0环境下采用直接求解法求解自由振动 ,采用振型叠加法求解强迫振动 。matlab是近年来 开始流行的实用性工程数学计算软件 ,它以矩阵为计算基本单元 ,本文利用其强大的矩阵计 算功能进行轴系扭转振动计算 。
k1
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- k1 k1 + k2 - k2 …
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K= … … … … …
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… - kn - 2 kn - 2 + kn - 1 - kn - 1
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0… 0
- kn - 1
kn - 1
对单支系统 ,矩阵带宽为 3;
ansys对于曲轴扭转刚度计算
ansys对于曲轴扭转刚度计算ANSYS对于曲轴扭转刚度计算引言：曲轴是内燃机的核心组件之一，承载着各种力，经常需要进行扭转刚度计算。
ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，提供了强大的分析和计算能力，可以用于曲轴扭转刚度的计算。
本文将详细介绍如何使用ANSYS进行曲轴扭转刚度计算。
一、曲轴扭转刚度计算的背景曲轴是内燃机中把诸活塞往复运动变为一定方向连续旋转运动的一种机构。
在内燃机工作过程中，曲轴承受由于由燃气压力抵销支撑过程中产生的阻力，支撑扇转动的离心力、僵直轮的倾覆力矩，使发动机的转动面始终保持在规定的平面内的力。
曲轴处于受力状态下，会发生一定的弯曲和扭转变形。
为了确保曲轴的工作可靠性和寿命，需要进行扭转刚度计算。
二、ANSYS的基本原理ANSYS是一款用于工程领域有限元分析的软件，能够对工程问题进行数值模拟和计算。
ANSYS采用有限元法对结构模型进行离散，然后通过求解各个节点的方程得到结构的应力、应变、位移等信息。
在曲轴扭转刚度计算中，ANSYS使用有限元法对曲轴进行离散，根据材料的力学性能和几何形状设置约束和载荷，然后通过求解曲轴的扭转刚度方程得到扭转刚度。
三、曲轴的建模与网格划分在ANSYS中建立曲轴的模型是非常重要的一步。
首先，需要使用CAD软件绘制曲轴的三维模型，然后将模型导入到ANSYS中。
接着，在ANSYS中选择适当的单元类型进行网格划分。
对于曲轴这样的空间曲面结构，通常选择四面体或六面体单元进行网格划分。
在网格划分时，要注意曲轴的特殊形状和细节部分，确保网格划分的合理性。
四、曲轴的边界条件与加载在进行扭转刚度计算之前，需要为曲轴设置边界条件和加载。
边界条件主要是指曲轴的固定边界和自由边界。
固定边界表示曲轴的某些部分被限制在一定的位置或方向上，不发生位移或旋转；自由边界表示曲轴的其他部分没有受到约束，可以发生位移和旋转。
加载是指施加在曲轴上的外力或外力矩。
在曲轴扭转刚度计算中，通常施加一个扭转力矩或转矩，以模拟曲轴受到的工作负载。
基于ANSYS的大型船用尾滚筒优化设计
参考文献 ：
【 Ｂ Ｕ ０ ｉｅｔ． Ｐ ４ ＬＡ ＂ Ｅ Ｉ Ｓ Ａ Ｓａｅｆｔ － １ Ｏ ＲＢ Ｎ Ｌ ｒ Ｇ Ａ ２ ５ ＨＩ Ｓ Ｒ Ｅ ： ｔ ０－ｌ 】 ｂ ｙ Ｓ ｔ ｌ ｅ Ａ ｔ ｎ ｈ ｒ ａ ｄｉｇ ｕ ｐ ｌＶｅｓｌ ＢＯ ］ ｒＡ ｃ ｏ ｎ ｌ ｇＳ ｐｙ ｓｅ－ ／Ｌ． Ｈ ｎＴ ｕ ［ Ｅ
中图分 类号 ： ６ ． Ｕ６ ４４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ０ － ０ ９ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ２）９ ０ ８ － ８
在 当前全球 资源过度开发和利用 的情 况下 ， 海 洋成为各沿海 国家青睐 的解决资源 问题 的新 选择 ， 更被 列为具有重要战略意义 的新兴开发领域 。各 国 的重 视 、 海洋工程技术 的进步等 ， 都将在不 同程度上 促进 全球 海洋工程产业发展 。船上尾滚筒作为海洋 工程 的 重要 组 成 部 分 ，将 在 政 策 扶持 和 投 资 发 展 海 洋 工 程 产 业 中 ， 到可持 续 发展 【 得 ｑ 。 随着海洋工作船功率的提高，其拖带能力将大大
泊 松 比 肛＝０３ ．； 密度 为 ７８ ０ｋ ／ ： ０ ｇ ｍ
图 ４ 尾 滚筒 有 限 元分 析 结 果
结果 分 析 ：
尾滚筒外壳表面最大应力 ９ ．ＭＰ ，内筋板最 ２ ａ ６ 大应力为 ８． Ｍ ａ 外壳表面最 大应力大于 内筋板 ２ Ｐ， ７ 材 料 屈服 强 度取 ＝３５ＭＰ ； ４ ａ 最大应力 ， 位移最大值为 １ ｉ 尾滚筒结构屈曲分 ． ｌｎ １ａ 。 材料 属性 为 理想 线 弹性 材料 。 析 ， 一 阶屈 曲 因子 为 １０５ 理 想 弹 性 情 况 下 ）大 第 ２ ．（ ， 依据大型船用尾滚筒施工图纸建立几何及有限 于 １所 以尾 滚 筒结 构 不会 失稳 。材 料 的屈 服 极 限 为 ， 元模型 （ ｍ为单位 ） 以 ， 由 ｓｅ 单元进行模拟， 壳体 ｈｌ ｌ 其 ３ ５ＭＰ ， ４ ａ 这里 安全 系数 为 ： 单元 网格间距为 ０３ 壳体 内的加强筋板结构也是 ． ｍ； ｎ＝ ＝ ＝３． ７３，
基于ANSYS的汽轮机扭曲叶片模态分析
图２～７显示了选取的第一、四和六阶振型图 及与其对应的应力图。
图１某型汽轮机高压缸体第八级叶片有限元模型 １．５边界条件和求解方法
在以往的叶片振动特性有限元计算中，曾忽略 叶根部分，约束叶型底部节点自由度或在叶根部位 选取振动截面。这些做法与实际叶根的约束状况 存在差异，难以得到准确结果。现根据叶根的实际 约束，在Ｔ型叶根前后表面采用周向约束，与轮缘 接触处的左右表面采用轴向约束，与轮缘接触处的 径向表面采用径向约束。在ＡＮＳＹＳ软件中，选取 模态分析中的子空间，主自由度由程序自动选择， 进行模态分析和模态扩展分析，得到了该叶片前六 阶的自振频率和振型及各振型下的应力。
ｃｉｅｓ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌａｄｅ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅ—
ｓｔｅａｍ ｓｉｇｎ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓａｆｅｎｅｓｓ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ
摘要：为分析汽轮机叶片振动特性，建立某型汽轮机叶片的实体模型，利用ＡＮＳＹＳ结构分析模块进行
模态分析，得到叶片的前六阶固有频率和相应的振型，进行模态扩展分析，得到各阶应力，为该叶片的设计优
化和振动安全性检验提供数值依据。
关键词：汽轮机叶片；有限元；模态分析
中图分类号：Ｕ６６４．１１３；ＴＰ３９
文献标志码：Ａ
Ｅ７－１黄名海，宋华芬．ＵＧ平台下涡轮叶片曲面造型的一 个处理技巧［Ｊ］．现代制造工程，２００７，（１）：３６—３７．
Ｍｏｄａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｔｅａｍ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｂｌａｄｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｎｓｙｓ
ANSYS环境中的船舶推进轴系冲击动力学仿真计算
ANSYS环境中的船舶推进轴系冲击动力学仿真计算许庆新1沈荣瀛1臧述升2(1. 上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室，上海，200030，2.上海交通大学动力机械与工程实验室，上海，200030)摘要:本文提出了一种基于ANSYS环境的船舶推进轴系冲击动力学计算的方法。
首先采用有限元方法，把连续轴系离散成由二维梁单元构成的离散质量系统，轴承座处理成弹性约束的边界条件，螺旋桨简化为集中质量，求得轴系弯曲振动的固有频率和固有振型。
然后在垂向加速度冲击输入条件下，求解轴系任意点处的位移响应，以及轴承支承处的冲击应力。
通过一个工程计算实例，说明该方法的适用性。
关键词：推进轴系、冲击响应、仿真计算Simulation of Shock Dynamics of Ship Propulsive Shafting UsingANSYSXU Qingxin1 SHEN Rongying1 ZANG Shusheng2(1.Shanghai Jiaotong University State Key Laboratory of Vibration Shock Noise, Shanghai,200030 2.Shanghai Jiaotong University Power Mechanical Engineering Laboratory,Shanghai, 200030)Abstract : This paper discusses the method of simulation of shock dynamics of ship propulsive shafting by use of ANSYS. According to Finite Element Method, continuous shafting is considered as a discrete mass system in terms of 2D beam element, bearing block is considered as elastic constraint condition, and the propeller is simplified lumped mass, so the natural frequency and natural mode of flexural vibration of shafting can be calculated. Then, shock response of propulsive shafting and shock stress of bearing block under vertical acceleration shock can be computed. Finally, the practical engineering calculation example illustrates the availability of the proposed method.Keywords : propulsive shafting, shock response, simulation computing1 前言：船舶推进轴系是船舶动力系统的一个重要组成部分，它包括从主机输出端推力轴承直到螺旋桨之间的传动轴及轴上附件。
基于ANSYS船舶轴系的振动校核计算
基于ANSYS船舶轴系的振动校核计算船舶轴系的振动校核计算是船舶设计过程中的重要一环，它可以用于评估船舶轴系在使用和加载条件下的振动性能，确保船舶的可靠性和安全性。
在这个过程中，基于ANSYS软件的有限元分析方法被广泛应用。
本文将介绍船舶轴系振动校核计算的一般步骤和方法，并结合ANSYS软件的使用进行详细说明。
一般步骤：1.轴系建模：首先，需要将船舶的轴系进行建模。
在建模过程中，需要考虑船舶的轴系几何形状、材料属性和加载条件等因素。
通常，可以采用ANSYS软件中的几何建模工具和材料库来完成这一步骤。
2.边界条件设定：在建模完成后，需要设定轴系的边界条件。
边界条件包括轴系的支座约束和加载条件。
在船舶轴系中，支座约束通常是轴系的一些点（例如轴承支座）在几个方向上的约束，以模拟船舶运行时的实际情况。
加载条件通常是指轴系所受到的各种外部载荷，如水流载荷、潮汐载荷和推进器载荷等。
3.网格划分：在设定边界条件后，需要对轴系进行网格划分。
网格划分是有限元分析的重要一步，它决定了计算结果的精度和计算效率。
在ANSYS软件中，可以使用自动网格划分工具或手动网格划分工具来完成这一步骤。
4.材料属性设定：在划分好网格后，需要为轴系的各个部分指定材料属性。
船舶轴系通常由不同的材料构成，如轴承、轴颈和轴管等部分。
在ANSYS软件中，可以使用材料库中的材料数据或自定义材料数据来指定材料属性。
5.振动分析：在完成前述的步骤后，可以对船舶轴系进行振动分析。
振动分析是有限元分析中的一种重要分析方法，它可以用于评估船舶轴系在不同频率下的振动性能。
在ANSYS软件中，可以使用模态分析或频率响应分析等方法来进行振动分析。
6.结果评估：在完成振动分析后，可以通过查看计算结果来评估船舶轴系的振动性能。
计算结果通常包括振动模态、固有频率和振动幅值等信息。
根据评估结果，可以确定轴系是否满足设计要求，或者需要进行进一步的改进。
基于ANSYS软件的船舶轴系振动校核计算方法可以提供船舶设计和重要决策的依据，为船舶的可靠性和安全性提供保障。
ANSYS的船舶轴系振动校核计算案例
本文尝试对轴系元件进行简化，并进行轴系振动的校合计算。
通过和以往计算方法的比较，我们认为运用ANSYS进行船舶轴系振动计算，方法简单、方便、迅速，计算结果和分布趋势是合理的，误差也在工程允许的范围以内。
运用ANSYS进行船舶轴系的振动校合计算在工程上是完全适用的。
本文介绍了ANSYS的船舶轴系振动校核计算案例摘要：本文利用大型商用有限元计算软件ANSYS，进行船舶轴系的振动校合计算。
首先通过适当简化各种轴系元件，对船舶轴系部分进行几何建模，对轴系本体部分采用三维B EAM188梁单元模拟，对弹性支承的轴承部分采用COMBINE14弹簧单元模拟，对螺旋桨部分采用MASS21质量单元模拟。
然后确定出轴系计算的边界条件，进行模态分析，就可以得到轴系振动的各阶固有频率和固有振型(包括横向振动、纵向振动和扭转振动)，以及模态参与因子。
通过一个实际船舶轴系振动的计算，说明该方法的适用性。
关键词：船舶轴系、振动校合计算1 概述船舶轴系是由推力轴、中间轴、艉轴、推力轴承、滑动轴承、联轴节、螺旋桨等组成的复杂系统，在船舶运行过程中，它会发生弯曲振动现象，对船舶正常运行产生不利影响。
船舶轴系振动有三种类型：由旋转轴不平衡引起的横向振动，可以是垂直方向的，也可以是水平方向的，会造成艉管密封漏水或漏油，轴承座松动，甚至破裂;由螺旋桨推力不均匀引起的纵向振动，情况严重时可以造成推力轴承敲击，曲柄箱破裂，有齿轮传动时，还会损坏齿轮;此外，从主机通过轴系传递功率至螺旋桨造成轴段来回摆动，各轴段间的扭角不相同，从而产生扭转振动，破坏的结果是轴系断裂，有齿轮传动时，会造成齿轮敲击。
因此，在船舶设计过程中，有必要对船舶轴系进行振动校合计算。
对于轴系这样的复杂结构，运用有限元方法进行振动计算具有明显的优越性。
本文针对上海交通大学和某造船厂共同设计开发的46000吨集装箱船，应用ANSYS有限元软件6. 0版本对其传动轴系进行振动校合计算，为进一步的设计提供参考。
基于ANSYS船舶轴系的振动校核计算
基于ANSYS船舶轴系的振动校核计算ANSYS是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，能够模拟和分析船舶结构的振动响应。
船舶结构的振动校核计算可以帮助设计师评估船舶的结构强度和舒适度，以确保其安全性和稳定性。
船舶振动分析考虑了多个因素，包括船体的自然频率、结构材料的弹性特性、载荷作用以及流体力学因素。
ANSYS船舶振动校核计算可以通过以下步骤完成：1.建立船舶结构模型：使用ANSYS软件建立船舶结构的三维有限元模型，包括船体、船底、船舱等部分。
结构模型的准确性和细节度直接影响振动分析的准确性。
2.材料属性定义：根据实际使用的材料，定义船舶结构的弹性模量、泊松比和密度等材料属性。
这些属性对于计算结构的自然频率和振动响应至关重要。
3.边界条件和约束：在模型中定义边界条件和约束，模拟船舶与海水的相互作用。
可以通过添加约束来限制船舶在特定运动方向上的自由度，例如在船舶底部添加一定的支撑约束。
4.载荷应用：根据实际运行条件和设计要求，模拟载荷的作用。
常见的载荷包括船舶自身重力、海浪和液货运输等引起的动力载荷。
5.静态分析：进行船舶结构的静态强度分析，计算结构在不同载荷下的应力和应变。
这可以帮助设计师确定船舶结构的强度和稳定性。
6.动态分析：在船舶结构上施加动力载荷，模拟船舶在运行过程中的振动响应。
通过计算结构的自由振动频率以及对外部激励的响应，可以评估结构的自振特性和舒适性。
7.结果分析和后处理：通过分析计算结果，评估船舶的结构响应和安全性。
可以确定结构的共振频率、振动模态以及响应的幅值和幅值分布。
船舶轴系的振动校核计算是船舶结构振动分析的重要组成部分。
通过ANSYS软件的应用可以帮助设计师评估船舶轴系的振动特性，并确定结构的自振频率以及对外界激励的响应。
在船舶轴系的振动校核计算中，需重点考虑轴系结构的弹性特性、载荷情况以及激励源（如发动机振动和螺旋桨激励）对轴系的影响。
可以采用有限元法建立轴系的详细模型，通过加载实际工况下的载荷进行振动分析。
基于ANSYS_LS_DYNA的滚动轴承仿真与分析
到。
( 2 ) 保持架的最大应力变化程度最大 , 说明保持架的应力
为了考虑摩擦的影响 , 将轴承实际的摩擦因数 、 润滑油和 挡边等模型综合考虑 , 建立了现有的摩擦因数 [ 4 ] , 相应数值的 设置见表 3。
表 3 接触模型中摩擦参数的取值 目标面 接触面 内圈外表面
fS = 0. 1 fD = 0. 05
2. 3 接触模型与载荷
由滚动轴承工作特点可知 , 在运动过程中 , 滚动轴承各部 件之间存在 3种接触 , 即滚动体与内圈外表面之间的接触 、 滚动 体与外圈内表面之间的接触及滚动体与保持架兜孔之间的接 触。 接触类型选择为普通的“ 面 -面” 接触 。 AN SYS/L S - D YNA 的接触摩擦基于库仑公式 , 摩擦因数 μ C 由式 ( 5 ) 给定 :
64 3. 2. 1 同一转速 、 不同外载荷接触应力分析
机 械 设 计
第 24 卷第 9 期
DYNA 下考虑摩擦条件的接触问题 , 成功实现了基于显式动力
由于后期实验装置能够施加的外力载荷大小有限 ,实例计 算中的外力取值主要考虑配合实验的情况 , 以便进行对比和验 证 。因此 ,外载荷分别取为 0. 5 kN , 1. 5 kN 和 2. 5 kN ,转速取为 4 000 r/m in。 在载荷施加过程中 ,外力载荷简化为轴承外圈的均布力形 式 ,按照程序要求施加以后 ,程序自动分解到有限元的节点上 , 通过接触的定义和计算传递到滚珠上 , 因此 , 没有以解析的方 式给出外力与单个滚珠受力的关系 。 如图 4 所示 ,等效应力值的分布情况用 3 种线型表示 ,横坐 标为等效应力值 , 纵坐标为出现的频率 。当载荷增加时 , 应力 分布曲线向右偏移且最大值随载荷的增大而增大 。说明随着 载荷的增加 ,滚动体在非承载区及承载区内的应力水平整体增 加。
Compass2010海船规范轴系扭转振动计算
2
1 概述
1.1 SRM09 程序和 SRM01 程序之间的关系
SRM01 程序采用的算法是放大系数法，放大系数法在轴系扭振计算中得到了广泛 的应用，采用这种方法进行扭振计算一般可满足工程应用精度要求，但对下列情况 有一定的局限性。 （1） 主机同时驱动发电机的PTO轴系； （2） 多分支系统的轴系，例如双机并车的推进轴系； （3） 大阻尼系统的轴系，例如轴系中有多个高弹性联轴器； （4） 发火间隔角不等的高速V 型柴油机 （5） 对于非共振计算，尤其是靠近共振转速的非共振计算，计算精度比较差。 为了使扭振程序不仅能进行一般工况的扭振计算，还能进行上述工况的扭振计算， 所以开发了采用传递矩阵法计算的 SRM09 程序。
COMPASS-RULES 计算软件 用户手册
轴系扭转振动计算（SRM09）
——传递矩阵法
二零零九年七月
解析法轴系扭转振动计算程序（S.........................................................................................................................................1 1.1 SRM09 程序和 SRM01 程序之间的关系 .................................................................1 1.2 适用范围.......................................................................................................................1 1.3 主要功能.......................................................................................................................1 1.4 注意...............................................................................................................................2
利用COMSOL Multiphysics进行船舶轴系回旋振动仿真
利用COMSOL Multiphysics进行船舶轴系回旋振动仿真作者：陈万宏周德武来源：《广东造船》2017年第06期摘要：本文利用大型商业有限元软件COMSOL Multiphysics进行船舶轴系回旋振动计算。
首先根据轴系布置情况建立仿真模型，确定轴系回旋振动计算的边界条件，以实船轴系为例进行仿真计算并将计算结果与其它软件计算结果比较。
通过比较，发现COMSOL Multiphysics有限元仿真方法能较好的解决船舶轴系回旋振动问题。
关键词：COMSOL Multiphysics；回旋振动中图分类号：U664.2 文献标识码：AAbstract： This paper discusses the calculation of whirl vibration of ship shafting with the software COMSOL Multiphysics， builds the calculation model according to the arrangement of the shafting， defines the constraint conditions for the calculation and compares the result with that from other software， which shows that using COMSOL Multiphysics to calculate is available and reliable.Key words： COMSOL Multiphysics； Whirl vibration1 前言由于轴系旋转部件的质量不平衡产生的离心力，以及螺旋桨在船尾不均匀的伴流场运转产生按叶频周期变化的流体力，至使轴在旋转过程中产生周期性的弯曲变形，这种现象称为回旋振动。
回旋振动会造成尾管密封漏水或漏油、轴承座松动甚至破裂。
基于 ANSYS 的高速艇艉轴架轴系振动响应分析
基于 ANSYS 的高速艇艉轴架轴系振动响应分析郭进涛;董威【摘要】针对高速艇艉轴架轴系振动的问题，建立三维有限元模型，应用ANSYS 软件对其结构振动响应进行分析预报。
通过静力计算、模态求解、谐响应分析、时间历程处理、扩展位移解及查看扩展解，对该艇的舷外艉轴架轴系结构振动响应进行全面评估。
%Aiming at the vibration problem of the propeller strut and shafting of a high-speed vessel, the finite element meth-od is applied to analyze the vibration response of structure components.According to the static calculation, modal solution, the frequency response analysis, time process disposal, the vibration response characteristics of the propeller strut and shafting of the high-speed vessel are evaluated comprehensively.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P18-20,24)【关键词】高速艉;艉轴架轴系振动;有限元分析【作者】郭进涛;董威【作者单位】中国舰船研究设计中心，武汉430064;中国舰船研究设计中心，武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U661.44基于ANSYS的高速艇艉轴架轴系振动响应分析郭进涛，董威(中国舰船研究设计中心，武汉430064)摘要:针对高速艇艉轴架轴系振动的问题，建立三维有限元模型，应用ANSYS 软件对其结构振动响应进行分析预报。
基于有限元的轴系回旋振动响应计算及试验
Vol249No21Feb, 2021第49 卷第1 期2021 年02 月造船技术ZaochuanJishu文章编号：1000-3878（2021）01001207DOI ： 10. 12225%. issn 1000-387& 2021. 01 20210103基于有限元的轴系回旋振动响应计算及试验富琦晋，周瑞平，黄国兵，高子航（武汉理工大学能源与动力工程学院！湖北武汉430063）摘 要：为更好地了解轴系振动对舰船声辐射的影响，以某台架轴系为研究对象，基于Workbench 软件 建立仿真分析！对轴系回旋振动涡动频率及响应和轴系振动对轴承基座的影响进行研究。
研究表明！有限元 法计算所得回旋振动的固有频率与传统的传递矩阵法结果一致。
通过轴系激励力的分析，给出有限元法回旋振动响应的分析方法，获取轴系振动的位移响应。
提取轴承处频域激励力施加于尾轴承上，得到尾轴承基座 上点的振动响应加速度。
设计台架测试方案，通过试验验证轴系振动的位移响应和轴承基座振动加速度响应计算的正确性。
基于有限元的轴系回旋振动涡动频率及响应提出的计算方法，可为推进轴系振动对舰船声辐射的研究提供一定的理论指导。
关键词：船舶；轴系；回旋振动；轴承基座响应；Workbench 中图分类号： U661244 文献标志码： ACalculation and Test of Shafting Cyclotron Vibration ResponseBased on Finite Element MethodFU Qijin, ZHOU Ruiping, HUANG Guobing, GAO Zihang(SchoolofEnergyandPowerEngineeringIWuhanUniversityofTechnologyIWuhan430063IHubeiIChina)Abstract ： In order to better understand the impact of shafting vibration on the acoustic radiation of ships, acertain test-bench shafting is taken as the research object, and the simulation analysis is established based on theWorkbench software to study the vortex frequency and response of shafting cyclotron vibration, and the impact of shafting vibration on the bearing base. The results show that the natural frequency of cyclotron vibrationcalculated by the finite element method is consistent with that of the traditional transfer matrix method . BasedonRhe analysis of shaf ing exci a ion force, Rhe analysis meRhod of fini e elemenRmeRhod cycloRron vibra ion responseisgivenRoobRainRhedisplacemenRresponseofshafingvibraion.ThefrequencydomainexciaionforceaRRhebearingisexRracRedandappliedRoRhesRernbearingRoobRainRhevibraionresponseacceleraionaR the point on the stern bearing base. The test-bench test scheme is designed to verify the calculation correctness of shafting vibration displacement response and bearing base vibration acceleration response through tests. ThecalculaionmeRhodaccordingRoRhevorRexfrequencyandresponseofshafingcycloRronvibraionbasedonRhe finite element method can provide a certain theoretical guidance for promoting the research of shafting vibration ontheacousticradiationofships.Key words ： ship ； shafting ； cyclotron vibration ； bearing base response ； Workbench0引言船舶推进轴系回旋振动主要是由于轴系在运转时受到螺旋桨旋转时产生的不平衡力、不均匀伴流场流体力及螺旋桨偏心质量的质量力而产生的一种横向振动。
基于ANSYS船舶轴系的振动校核计算
基于ANSYS船舶轴系的振动校核计算1 概述船舶轴系是由推力轴、中间轴、艉轴、推力轴承、滑动轴承、联轴节、螺旋桨等组成的复杂系统，在船舶运行过程中，它会发生弯曲振动现象，对船舶正常运行产生不利影响。
船舶轴系振动有三种类型：由旋转轴不平衡引起的横向振动，可以是垂直方向的，也可以是水平方向的，会造成艉管密封漏水或漏油，轴承座松动，甚至破裂;由螺旋桨推力不均匀引起的纵向振动，情况严重时可以造成推力轴承敲击，曲柄箱破裂，有齿轮传动时，还会损坏齿轮;此外，从主机通过轴系传递功率至螺旋桨造成轴段来回摆动，各轴段间的扭角不一样，从而产生扭转振动，破坏的结果是轴系断裂，有齿轮传动时，会造成齿轮敲击。
因此，在船舶设计过程中，有必要对船舶轴系进行振动校合计算。
对于轴系这样的复杂结构，运用有限元方法进行振动计算具有明显的优越性。
本文针对交通大学和某造船厂共同设计开发的46000吨集装箱船，应用ANSYS有限元软件6.0版本对其传动轴系进行振动校合计算，为进一步的设计提供参考。
ANSYS是美国ANSYS公司开发的大型通用有限元分析软件，它具有结构静力分析、结构动力分析、瞬态分析、模态分析、流体动力学分析、电磁场分析等多种功能。
本文即是利用ANSYS软件的模态分析功能，完成对船舶轴系这一复杂结构的建模和有限元分析。
实践证明，这种方法可以有效的提高工作效率，缩短分析周期，对工程实际是非常有效的。
2 轴系计算的有限元模型进行校合计算的46000吨集装箱船，采用的是瓦西兰公司的32缸柴油发动机组，发动机输出法兰通过齿轮箱变速后，和中间轴连接，中间轴和艉轴之间有联轴节。
中间轴长3.68m，外径0.4m，无轴承支承。
艉轴长5.3m，外径0.48m，前后分别有两个轴承，前轴承宽0.48m，后轴承宽1.08m，轴承刚度由轴承说明书给出。
中间轴和艉轴中都布置有润滑系统。
螺旋桨是变距螺旋桨，总重14500kg。
根据实际需要，只需对船舶轴系的自由振动情况进行校合计算，不考虑受迫振动情况。
基于ANSYS软件的大型伸缩回转平台的振动模态分析
基于ANSYS软件的大型伸缩回转平台的振动模态分析李俊伟;梁庆华;莫锦秋【摘要】针对低速大型回转平台,借助ANSYS有限元分析软件,对平台各离散典型位置进行模态分析,采用离散拟合连续的方法,计算出回转平台各典型位置状态下的固有频率和振型,对大型回转平台低速连续可靠性工作提供了重要的设计基础.【期刊名称】《轻工机械》【年(卷),期】2010(028)005【总页数】3页(P101-103)【关键词】振动控制;伸缩回转平台;模态分析;ANSYS软件;固有频率【作者】李俊伟;梁庆华;莫锦秋【作者单位】上海交通大学,机械工程与动力学院,上海,200240;上海交通大学,机械工程与动力学院,上海,200240;上海交通大学,机械工程与动力学院,上海,200240【正文语种】中文【中图分类】TB53大型圆环式回转伸缩平台是许多重大装备中非常常见的一种回转机构,在建筑机械,港口机械中有着广泛的使用。
文章介绍了一种码头钢桩二次维护设备中的大型圆环式回转伸缩平台,其振动特性将直接导致维护质量的好坏。
文章运用大型有限元分析软件AN -SYS对平台进行了振动模态分析[1]。
平台左右对称45°耳朵处由钢板刚性固定,刚性板与导轨滑块刚性连接可在导轨上下滑动。
导轨移动方向见图1。
假设滑块滑动到某一高度即停止被全约束。
平台下部有可相对固定平台旋转的回转臂,回转臂相对平台可伸缩,匀速转动且转速很慢,回转半径0.9m左右。
忽略掉回转臂与固定平台间的配合间隙,固定平台和回转臂相当于刚性连接的具有不同状态的一个大平台[2]。
故可将回转臂与固定平台一起建模进行振动分析。
回转臂下180°对称布置长方块为激励模块,激振力方向沿径向方向如图1所示,激振力脉动频率范围在10～20 Hz。
在ANSYS软件中设置平台模型的物理参数和模态分析参数,见表1[3]。
由于回转臂与固定平台相对位置的不固定使得模型存在不同的状态。
理论上应该对所有的状态进行振动模态分析从而得到所有的相对于不同状态下的固有频率和振型。
基于ANSYS Workbench的船用橡胶减振器振动优化设计
基于ANSYS Workbench的船用橡胶减振器振动优化设计叶文荣; 于忠杰; 陆子恒【期刊名称】《《中国修船》》【年(卷),期】2019(032)006【总页数】3页(P32-34)【关键词】减振橡胶; 优化设计; Pro/E; ANSYS Workbench; 谐响应分析【作者】叶文荣; 于忠杰; 陆子恒【作者单位】92601部队广东湛江524000【正文语种】中文【中图分类】U672船用减振器按材料不同可分为橡胶减振器、金属减振器、聚合物材料减振器等。
橡胶减振器由于具有滞后性、内摩擦特性、大阻尼、可自由确定形状等优点，减振及抗冲击性能良好，在船舶上的应用十分广泛。
对橡胶减振器的研究多数集中在减振性能、结构强度等方面[1-3]，关于减振器失稳的研究较少。
机械设备由弹性体支撑时，其运动有6个自由度(沿x、y、z轴平动及绕x、y、z轴转动)[4]，在各自由度方向上的刚度存在各向异性。
由于设备的垂向振动一般对船体振动及声辐射影响较大，如果只注重垂向的减振设计或过分追求减振性能影响而选用太软的橡胶，设备某一个方向的振动就可能超出标准阈值，即发生设备失稳。
过大的振动既加速了减振橡胶的疲劳及蠕变，又影响了机组的安全运行。
本文通过计算验证，优化后的减振装置振动响应大幅下降，提高了船舶主动力传动系统的稳定性与可靠性。
1 优化设计基本理论优化设计的基本原理是构建优化模型，利用解析函数求极值的方法，通过在满足设计条件要求下的迭代计算，求得目标函数的极值，从而得到最优设计方案。
优化问题的数学模型可表示为：(1)式中：f(x)为设计变量的目标函数；x为设计变量；gi(x)为状态变量函数。
设计变量为自变量，目标函数是设计变量的函数。
传统优化方法前提是目标函数及状态变量函数方程的建立，对于复杂结构来说，要想得出目标函数及状态变量的解析表达式是十分困难的，而有限元优化技术则对解决这类问题非常有效。
2 振动测试及有限元仿真建模某型船用主机中间支架是主机动力传动系统中的关键设备，安装在船舶主机与减速齿轮箱之间，上端通过滚动轴承联接主机高弹联轴器和万向联轴节，下端通过若干减振橡胶支撑在船体基座上，起到隔离高频振动和抗冲击的作用。
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基于 ANSYS的滚装船超长轴系扭转振动仿真计算摘要：针对包含调距桨液压控制装置及抱轴式轴发的滚装船超长轴系扭转振动计算的问题，通过ANSYS软件对其进行了模态分析和谐响应分析。
模态分析的结果表明在0-300Hz内OD-BOX轴、轴发转子处以及两根中间轴的连接处容易出现较大的扭转振动变形，所有扭转振动的固有频率均高于其设计频率，在轴频激励下不会出现共振，同时扭转振动的最大振动应力均小于许用应力，满足设计的要求。
谐响应分析的结果表明在整个轴在160Hz处扭转振动最为剧烈。
关键词：滚装船; 扭转振动; ANSYS; 模态分析; 谐响应Simulation of shaft torsional vibration of long shafton Ro-Ro ship based on ANSYSWei Dong-liang，Ge Ji-huanChina Merchants JinLing shipyard (Nanjing) CO.,LTD., JiangsuNanjing 210015Abstract：For the purpose of the torsional vibration calculationof long shaft with controllable-pitch propeller hydraulic controldevice and shaft generator on Ro-Ro ship, the modal and harmonic response analysis were carried out by ANSYS. The modal analysisresults show that the OD-BOX shaft, the shaft generator rotor and the joint of two intermediate shafts are easy to deform in 0-300Hz. All natural frequencies of the torsional vibration are higher than design frequency. There will be no resonance under shaft frequency excitation. The maximum vibration stress of torsional vibration is less than theallowable stress, which meets the design requirements. The harmonic response analysis results show that the shaft has the maximumtorsional vibration at 160Hz.Key words：Ro-Ro ship; Torsional vibration; ANSYS; Modal analysis; Harmonic Response0引言扭转振动是船舶轴系的振动形式之一，由于弹性作用，在其旋转的过程中，各组成部件之间会而产生大小、相位不相同的瞬时旋转速度的差异，从而产生沿旋转方向的来回扭动。
对于轴系扭转振动的计算，传统采用比较成熟的集中模型和连续质量模型法[1]。
随着有限元技术的发展，用有限元法求解轴系扭振已经得到了较为广泛的应用，王超，庞乐等人[2,3]采用了该方法对扭振特性进行分析，证明了其方法可以进一步提升轴系的固有频率计算的精准度。
高清冉[4]使用有限元法对大型原油运输船的轴系振动特性进行分析，证明了有限元方法对于计算轴系振动特性是有效地。
黄晓刚等[5]也采用有限元法计算了轴系扭转振动的固有频率，进一步验证了有限元法分析轴系扭振的可行性。
权崇仁[6,7]基于8530TEU集装箱船，通过对其轴系建模及自由扭振仿真计算，同时与三井造船、CCS、COMPASS软件的计算结果进行对比，证明了有限元模型和计算的可靠性。
刘昌领[8]等人基于ANSYS软件，对一压缩机曲轴进行了模态分析和谐响应分析，对曲轴的优化提出了一些建议。
由此可见，有限元法可以对轴系的扭振进行计算，本文应用ANSYS软件，对包含调距桨液压控制装置及抱轴式轴发的滚装船超长轴系扭转振动进行仿真计算，为该项目轴系的设计提供参考。
1某滚装船轴系基本参数某滚装船船长210米，型宽28米，型深9.5米，两台MAN 9S40ME-B主机分别驱动一个调距桨，单台主机最大功率10215kW×146rpm。
轴系由螺旋桨轴、OD-BOX（oil distribution box 调距桨的螺距液压控制装置）轴和两段中间轴组成，其中中间轴2上还带有一个抱轴式轴发，如图1。
图 1 轴系布置图其中螺旋桨轴和OD-BOX轴为中空轴用于布置液压管路，中间轴1包含一个中间轴承和一个舱壁密封装置，中间轴2包含一个中间轴承和一个轴发转子。
各段轴之间均采用法兰连接。
本文将采用ANSYS软件对OD-BOX轴及两段中间轴进行模态分析和谐响应分析。
2模型与网格2.1模型建立在ANSYS自带的三维建模软件DesignModeler中建立如图2所示的模型。
其中OD-BOX轴轴长4008mm，轴径380mm，内有直径110mm的孔；中间轴1轴长9100mm，轴径373mm，中间轴承处有700mm长的轴轴径为378mm，轴承实际接触长度为280mm，为了更准确地加载边界条件，将实际接触的面用Imprint Faces功能标记，舱壁密封装置处有500mm长的轴轴径为378mm，此处基本不受力；中间轴2轴长7092mm，轴径373mm，中间轴承处同中间轴1，轴发转子长度345mm，直径695mm。
图 2 轴系模型2.3网格划分各段轴之间的接触面设置为刚性连接（Bonded），设置网格单元长度为25mm，划分后的网格如图3（局部），包含411318个节点和236751个单元。
图 3 网格模型（局部）3模态求解设置与结果首先设置材料，设置密度为7800 kg/m3，弹性模量为2.1×1011 pa，泊松比为0.3。
在两个轴承接触面处设置固定约束，求解该模型前30阶模态，取300Hz之内的固有频率和振型图如表1和图4所示。
表 1 固有频率阶次固有频率（Hz）阶次固有频率（Hz）14.32810148.080211.80611154.250327.612154图 4 振型图本滚装船推进轴系的额定转速为146rpm（2.43Hz），通过仿真计算可以发现，该轴扭转振动的最低固有频率为78.249Hz，为额定转速的322%，因此该轴系在额定转速下不会达到轴频临界转速。
从模态振型图可以看出，第7阶、第9阶、第11阶、第13阶、第15阶、第18阶出现了扭转的振型，且第7、11、15阶时OD-BOX轴出现了较为明显的振动变形，第9、18阶时轴发转子处出现了较大的扭转振动变形，第13阶时两根中间轴连接处出现了较大的扭转振动变形。
表2和图5为这6阶扭转振动的应力分布云图。
表 2 扭转振动最大应力序号阶次固有频率最大应力(Mpa)（Hz）1775.24918.81529126.71043.504311154.25041.765413157.44044.71515222.69042.25618251.40086.736图 5 扭转振动最大应力图该轴的许用应力为600Mpa，由表2可以看出，6阶扭转振动的最大振动应力均小于许用应力，满足设计的要求。
在第7阶模态下，其应力最大值出现在OD-BOX轴的变径处，这是由于轴直径的变化造成转动惯量的变化，从而导致在这个频率下的扭转应力集中；在第9、18阶模态下，其应力最大值出现在中间轴2的中间轴承与轴发转子之间，这是因为轴发转子的直径、重量均较大，而轴承处为固定约束，在这个频率下形成了较大的扭转应力；在第11阶模态下，其应力最大值出现在中间轴1的中间轴承与OD-BOX轴之间，其原因和第9阶模态下类似；在第13阶模态下，其应力最大值出现在两个中轴承之间；在第15阶模态下，其应力最大值出现在OD-BOX轴中间较细的那段。
整体来看，两个中间轴承、OD-BOX轴及轴发转子处容易出现应力集中，但最大应力值都小于材料的需用应力。
4谐响应求解设置与结果进一步对轴系的谐响应做仿真计算，在Harmonic Response板块中对轴系添加6×105N•m的扭矩，激振频率范围为0-300Hz，设置30步步长，同时对轴承接触面处进行固定约束，进行谐响应分析。
由于振型图较多，特取第200Hz处变形云图如图6所示。
图 6 200Hz处变形云图由变形云图可知，在扭矩的作用下，OD-BOX轴、两个中间轴的连接处、轴发转子处扭转振动较为明显，轴系整体、三段轴和轴发转子处的的幅频响应曲线如图7所示。
图 7 幅频响应曲线由上图可以看出整个轴在160Hz处出现了峰值，两根中间轴的峰值也出现在这个频率下，表明在这个频率下，轴系的扭转振动较为剧烈。
OD-BOX轴在80Hz处出现峰值，且峰值振幅较大。
轴发转子在130Hz处出现峰值，其峰值振幅最大。
整体来看，整个轴系在160Hz处扭转振动最为剧烈。
5结论轴系扭转振动在轴系的振动中非常重要，本文以某滚装船项目超长轴系为研究对象，在ANSYS中进行约束状态下模态的计算，进一步使用Harmonic Response模块对轴系添加扭矩，进行谐响应分析，得到的结论如下：（1）前18阶模态中，第7、9、11、13、15、18阶模态表现为扭转振动振型，第7、11、15阶模态振型中主要是OD-BOX轴出现了较为明显的振动变形，第9、18阶模态振型中主要是轴发转子出现了较大的扭转振动变形，第13阶时两根中间轴连接处出现了较大的扭转振动变形。
（2）所有扭转振动的固有频率均高于其设计频率，在轴频激励下不会出现共振。
（3）6阶扭转振动的最大振动应力均小于许用应力，满足设计的要求。
（4）由幅频响应曲线可知，整个轴在160Hz处出现了振幅的峰值，两根中间轴的峰值也出现在这个频率下。
OD-BOX轴在80Hz处出现峰值，且峰值振幅较大。
轴发转子在130Hz处出现峰值，其峰值振幅最大。
整体来看，整个轴系在160Hz处扭转振动最为剧烈。
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