文档介绍：曲轴转子一滑动轴承系统有限元模型的研究
摘要
本论文建立了曲轴转子一滑动轴承系统有限元模型,利用该模型对曲轴
转子一滑动轴承系统的固有特性、不平衡质量响应、曲臂差和轴承偏移量的
关系等问题进行了研究,并对进行了二次开发,开发了一套大型船
用柴油机曲轴动力学分析软件。
曲轴是船用柴油机中的关键零件,采用动压滑动轴承支承。滑动轴承支
承的曲轴转子不同于滚动轴承支承的曲轴转子。本文运用有限元的分析方
法,利用软件建立曲轴的有限元模型。考虑到不同支承情况下的曲
轴系统的固有特性有很大的不同,研究基于滑动轴承动压油膜的八个刚度和
阻尼系数,采用单元对滑动轴承进行模拟,达到了理想的效果。
滑动轴承的动静态特性系数使用叩数值方法求解,并根据曲
轴使用和加工的要求,建立了圆瓦滑动轴承动静态特性参数数值解的数据库
以供分析计算调用。
利用该模型,研究了曲轴转子一滑动轴承系统的固有特性和不平衡响
应。结论如下由于滑动轴承油膜刚度和阻尼随载荷、转速变化,滑动轴承
支承的曲轴转子系统的动力学特性,不同于刚性支承和滚动轴承支承的曲轴
转子系统曲轴系统径向不平衡质量不但能激起径向振动,也会激起轴向振
动由于曲轴结构的各向异性,曲轴转子一轴承系统的振动多以祸合振动的
方式出现虽然大型船用曲轴的几何尺寸很大,但其刚度相对较小,因而固
有频率很低,不适宜高速运转,也不适宜高速加工船用柴油机
一一曲轴的工作转速为加,远离系统的固有频率,对应
的各个方向的振幅很小,所以,其设计是合理的。
利用有限元模型,研究改进了传统的利用测量曲臂差调整曲轴中心轴线
的方法。该方法利用软件对单个曲拐进行静力分析从而建立主轴颈
偏移量和曲臂差之间关系的数据库,通过对该数据库插值即能得到主轴承的
调整量,从而具有更好的精度。
文章的最后,根据实际使用的需要,利用和开发出基于
的动力学分析软件。该软件具有菜单式操作界面、参数化数据输入
方式、人机对话功能。曲轴结构按照曲柄、轴颈、联轴器、推理盘等单元划
分,曲轴结构参数采用图表结合的方式输入后,由软件自动生成曲轴总体结
构并且能够对曲轴系统进行不同支承下的模态分析和不平衡响应计算。
关键字曲轴,滑动轴承,模态分析,不平衡响应,,曲臂差
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曲轴转子一滑动轴承系统有限元模型的研究
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曲轴转子一滑动轴承系统有限元模型的研究
绪论
研究背景及意义
柴油机是目前世界上船舶使用最为普遍的动力装置。根据其曲轴转速可分为低速机
转速一、中速机转速。和高速机转速一。
其中,低速大功率柴油机由于其单机功率大、经济性好、可靠性高等特点,在大中型民
用船舶上得到普遍应用。据统计,在一般大中型民用船舶中,有使用低速大功率
柴油机作为主推进装置。同时,柴油机主机是一般民用船舶中价值最高的配套设备,其
价格占到了船价的左右。而曲轴作为柴油机的关键运动件之一,其动力学行为不
仅在很大程度上决定着柴油机的工作可靠性,而且对柴油机的振动和噪声也有着重要的
影响。
大功率低速船用柴油机是船舶的心脏,曲轴是柴油机最主要的关键附件。世界先进
造船国家日本、韩国等在大力发展造船能力的同时都相应地努力发展大功率低速船用柴
油机及主要关键附件曲轴的制造能力。为实现我国在年成为世界第一造船大国的
目标,近年来国内造船业有了飞快的