《船舶动力装置》PPT课件

A3 A3
n个质量就有n-1个 振型，n-1个自振 频率。
10
§4-2 推进轴系扭振计算
一、推进轴系的模化 模化原则： 1）以每一曲柄回转平面中心线为单缸运动质量的集中点 2）发动机输出端之后，以具有较大转动惯量部件的中心线作为
质量的集中点 3）配对到于飞轴轮系和的螺转旋动桨惯的量质，量当上轴 ( nnc段较短时可以忽略或把它平均分 4）齿轮传动时，把主、从动齿轮的转动惯量按传动比合并成一
m 1
A A st
2)
m 0
n
3) 1 n
n
m1
此时阻尼对放大系数的
影响最大
4) 2 m 1
n
2 n
1 Ie
增大 I 或 e 可使 n 下降
时共振
n
tg
1
2n
2 n
a 2
2
7
小结： 1）系统自振频率仅与结构有关 n 1/(Ie)
2）强迫振动频率与干扰力矩频率相同， 但由于阻尼存在，共振时，强迫振动的 相位落后于干扰力矩相位/2，并产生动 力放大。
S 1 S 2 U 23 0
I 1 1
I 2 2
2 3 e 23
0
2
3 2 e 23 ( I 11 I 2 2 ) 2 e 23 I ii i1
k 1
k k 1 e k 1,k I ii i1
k 质量振动位移 ( k 1)质量位移 ( k 1, k )轴段变形
a
17
• 经过无因次变换以后，计算方程变为：
•
• 1=1
1,2= 1 1
• 2= 1- 1,2E1,2
两质量均作简谐振动，频率相同，初相位相 等，振幅不同，惯量大的振幅小，惯量小 的振幅大，且振动方向永远相反。
a
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振型图
A1
e12
O
单结
A1
A2
e12
e23
单结
A1
a
A2
双结
取O为A结1=1点，，A振2=幅-I1为/I2，0， 应力最大，双质量 只有一个结点。
A2
三质量系统有两个
自振频率，单结或
双结，即两个结点。
2
h
sin(t tg 1 2n )
(
2 n
2)2
4n2 2
2 n
2
Asin(t )
A
h
(
2 n
2 )2
4n2 2
h
2 n
a
1
[1
(
n
)2 ]2
n2
4
2 n
(
n
)2
5
h
2 n
M I IeM eAst静振幅
放大系数
mA Ast
1
[1( n)2]2( n)2
f( n,)
a
6
讨论：
1)
0 n
3）减振方法：增加阻尼，改变自振频率及 改变干扰力矩。
a
8
2、双质量系统的扭转振动
S1 S1
U S
12 2
0 0
I 1 1 I 1 1
1
I
e
2
12
2
2
0
0
1 A 1 sin( n t )
2 A 2 sin( n t )
A 2 I1
A1
I2
2
I1 I2 I 1 I 2 e 12
1 2 n1
A1(1) A1(2) A1(n1) 高速机一般只考 1， 虑2，3
k Ak(1) sin(1t1)Ak(2) sin(2t2)Ak(n1) sin(n1tn1)
a
12
取第一质量作为分离体
S 1 U 12 0

取第一、二质量作为分
离体
2 1 e 12 I 1 1
n
U
n ,n 1
2 n
IiAi 0
i 1a
14
取A1 1试算一个 n值，得到 A2 , A3 , An，若
n
I
i
2 n
Ai
i 1 n 1
5% 或
I
i
2 n
Ai
i 1
n
I
i
2 n
Ai
i 1
1%
I
1
2 n
A1
可认为所取 n合适
a
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应力标尺 实际应力
Wu 0 ,k ,k 1
k ,k 1 k ,k 1
U e
R C
干扰力矩
T M sin t
ICMsint 0
e
设
n2
1 Ie
2nC I
hM I
2nnhsint
A1entsin(n2 n2t0)
(an2
h
2)2
4n22
sin(ttg1n422n2)
1A 1entsinn (2n2t0
1 为自由振动时的解
无阻尼时，即n=0
1 A1 sin( nt 0 )
质量，落点在主动齿轮中心线上 5）两相邻集中质量之间的连接轴，按柔度作为该两质量中心的
当量轴段长 6）轴系中有弹性联轴器或气胎离合器时，应把它们的主、从动
部分分为两集中质量 7）轴系中有液力偶合器时为界，分成两个独立的扭振系统 8）被发动机拖动的机械，转动a 惯量大的也要作一集中质量11
二、多质量系统无阻尼简谐振动计算
第四章 船舶推进轴系扭转振动及其控制 §4-1 概述
轴系振动有：扭转振动、回转振动（横振）、纵向振 动。其中以扭转振动为主，当周期性的交变力矩作 用的频率与自振频率相同时，将产生共振。
我国“船规”规定220kW（300HP）以上的船舶都要 申报扭振计算书。
一、扭振的概述
1、轴系扭振的成因及危害 轴系本身具有扭转振动的基本特性：弹性与惯性
a
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对简谐振动
A sin( n t )
2 n
A
sin(
nt )
max
2 n
A
A
2
A
3
A1
e 12
2 n
I
1
A
1
2
A2
e 23
2 n
IiAi
i1
Ak
A k 1
e k 1,k
k 1
2 n
IiAi
i1
n 1
A
n
A n1
e n 1,n
2 n
IiAi
i1
自由段：
轴系承受不均匀的干扰力矩
当扭转振动所产生的应力超过许用值时，会对轴系产
生极大的破坏作用。
a
1
二、船舶规范
a
2
三、扭转振动的基本概念 1、扭摆有阻尼的强迫振动 图示的单质量系统，轴只计柔度，不计惯
量，圆盘只计惯量，忽略弹性。 稳太时 S+U+R+T=0
a
3
惯性力矩
S I
弹性力矩 阻尼力矩
1 A1(1) sin(1t1)
1 A1(2) sin(2t2)
2 A2(1) sin(1t1)
2 A2(2) sin(2t2)
n An(1) sin(1t1) n An(2) sin(2t2)
1 A1(n1) sin(n1tn1) 2 A2(n1) sin(n1tn1) n An(n1) sin(n1tn1)
A k ,k 1
0,k ,k 1 1
a
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为减少累计误差，通常采用无因次计算。
名称 转动惯 柔度 量
振幅
弹性力矩
有因
IK
次
eK,K+1
AK
n2
Uk,,k+1=(AK+1-AK)/ eK,K+1
无因 次
=I /I K K S EK,K+1= eK,K+1/eS K=AK/AS
=ISeS n2 K,K+1=eSuK,K+1/AS