文档介绍：万方数据
船舶轴系振动教学演示实验台架设计与实验分析臼笛榉椒刘夏青,温小飞,张怀越,秦旭船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分之一,承担着将船舶主机发出的功率传递给螺旋桨,同时将螺旋桨产生的轴向推力传递给船体实现推船航行作用。船舶轴系振动是船舶普遍存在的客观现象;由于船舶主机的工况变化,不同阶段会产生不同程度的振动,当其振动系统固有频率与激发频率相同,就会产生共振。对于大功率推进装置,即使不处于共振状态,由于激励增大,也可能引起剧烈的振动;从而会导致轴应力ぞ呈周期性变化,将引起轴系本身及其零件疲劳,严重时将发生轴的断裂,造成重大、甚至灾难性的后果。因此,船舶轴系振动问题,成为轮机工程专业技术人员的关注点,也是轮机工程学科专业教学的一个重要内容,且属于专业教学重点和难点。为了在教学环节中,更形象描述、理解和分析船舶主推进轴系振动形式、特点及规律,提高学生对轴系振动特性的认识,锻炼科学分析和解决轮机工程问题的能力;一般都会在船舶轴系振动理论教学基础上,开设对应的实验项目。通过实验,学生可独立自主的完成轴系振动数据的采集、分析,感性、直观地认识和理解船舶轴系振动内在形式及特性,从而有助于学生对轮机专业知识的理解并培养其独立分析和解决问题的能力。船舶轴系振动实验项目,一般可分为三种形式:实船实验、试验台架实验、演示台架实验。实船实验,是在实船上进行,实验成本将是非常巨大的,其包括了船员配置、试航区的选择、适航大纲的制定、整船系统的维护和保养费用等;同时,还存在出海风险等不安全因素。因此,在高校本科教学过程中,基本上均不会选择该种实验形式。当然,实船实验可以采集到船舶轴系振动的真实数据,具有完全的可信度。试验台架实验,是将实船上的轴系,安装到实验室,包括了船舶主机、轴系和螺旋桨。忽略了船舶螺旋桨激励、船体振动等因素的影响,因而可以认为是在一定假设条件下,船舶轴系振动特性的体现。与实船实验相比较,除了振动特性与实船存在一定差异外,在形式上具有高度的相似性,因此可以用于分析和研究船舶轴系振动的变化规律和影响因子;同时,实验成本大大降低,其主要体现在燃油、滑油和电力消耗。试验台架实验,一般在进行科研项目实施和研究生教学过程中会采用;而在本科教学中,由于实验成本及安全等方面原因而不考虑。演示台架实验,主要关注船舶轴系振动测试过程的相似性、实验分析手段一致性、振动规律可比性等,而不追求与实船真实信号的高度符合性。因此,在演示台架上,不会配置船舶主机和螺旋桨,在台架尺度、轴系布置形式等方面都将根据需要进行简化。与前述的两种实验方法相比,演示台架实验成本基本可以忽略不计,因为除了电力外,没有任何其他方面的消耗;同时,演示台架上测得的振动信号与实船一样,为周期性振动信号,可以演示性的表达船舶轴系振动部分特征;使得演示台架实验成为本科教学成为不可多得的实验手段。架。同时,在教学演示实验台架与实船之间开展了比对实验,在船舶轴系振动信号、轴系扭振频谱、横振文章编号:——一摘要:通过船舶轴系振动理论和实践特点的分析,设计和制作了船舶轴系振动教学演示实验台频谱、纵振频谱等关键实验环节进行了比对分析和讨论,得出了船舶轴系振动教学演示实验台架的可用性和可比性。关键词:船舶轴系;振动;实验台架;教学演示中图分类号:—文献标志码:第卷第年月大学物理实验憬Q笱г海憬凵收稿日期:一—基金项目:浙