轴承刚度对船舶推进轴系振动传递路径影响分析

李海峰，朱石坚，刘学伟

（海军工程大学 动力工程学院，武汉 430033）



轴承刚度对船舶推进轴系振动传递路径影响分析

李海峰，朱石坚，刘学伟

（海军工程大学 动力工程学院，武汉 430033）

摘要：采用传递矩阵法，将船舶推进轴系简化为质量点单元、弹性支承单元和具有分布参数的梁单元。基于修正的Timoshenko梁理论，推导出推进轴系的场传递矩阵表达式。然后，引入相应的边界条件，形成方程组并实现不同轴承刚度下推进轴系轴承处的力和位移响应求解。最后，从能量的角度，对推进轴系各轴承传递路径处的功率流进行分析，并与有限元结果比较。结果表明：基于修正Timoshenko梁理论的传递矩阵法在计算推进轴系弯曲振动时是可行有效的；艉后轴承刚度对轴系振动传递影响最大，艉前轴承次之，推力轴承影响最小。

关键词：振动与波；轴承刚度；传递路径；传递矩阵法；功率流

轴系轴承是船舶推进系统的重要组成部分，是影响轴系正常运转的主要因素之一。船舶轴系运转时，螺旋桨不均匀动载荷使轴系轴承工作条件不断变化，引起轴系各种振动。而对于船舶推进轴系来说，不同轴承刚度对轴系振动及传递特性有明显的影响[1，2]。因此，研究轴承刚度变化对船舶轴系振动传递路径的影响，对于保证轴系正常工作和保障船舶航行安全具有重要意义。

王滨针对轴承刚度对船舶轴系振动特性的影响进行过研究[3]，但仅分析了对轴系固有特性的影响。冯国平等从有限元和子结构综合法的角度，对船艉部结构的传递路径进行了分析，得到不同位置横向激励时的主导传递路径[4，5]。……