6S50MC-C船用柴油机推进轴系多体动力学分析

摘要

船舶柴油机推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，推进轴系的运转激励是柴油机整机振动的重要内部激励形式之一，它的运行工况对柴油机整机的安全性有重要的影响。随着柴油机新技术不断应用，在满足了NVH目标的同时，也对柴油机结构可靠性和振动控制提出了更高的要求。多体系统动力学是发动机仿真分析的一种有效方法，通过研究推进轴系多体动力学，可以预测推进轴系的动力特性和振动特性。为柴油机推进轴系的安全运行和提高整机的性能提供了一定的技术参考。
　　本文以6S50MC-C船用柴油机为研究对象，通过SOLIDWORKS软件建立柴油机整机的三维实体模型，然后导入ADAMS中获得多刚体动力学模型。采用ANSYS和ADAMS联合仿真的方法，将推进轴系进行柔性化处理，建立贴近工程实际的刚柔混合多体动力学模型，基于此模型进行额定工况下的多体动力学仿真。此外，本文人为的对推进轴系的轴承设置轴承变位，分别为主轴承和尾轴承磨损、中间轴承下降等工况，然后针对船用柴油机的设定工况进行运转过程中载荷特性以及推进轴系扭振特性研究，对比分析该工况对整个推进轴系的影响。
　　针对6S50MC-C船用柴油机的研究表明，推进轴系各支撑位置的变化都对整个轴系的载荷特性和扭振特性产生了不同程度的影响。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及理论意义

1．2 国内外研究现状和发展趋势

1．3 本文主要研究内容和技术路线

1．4 本章小结

第2章 多体系统动力学基础理论

2．1 多体系统动力学简介

2．1．1 多刚体动力学建模及算法原理

2．1．2 柔性体理论及算法原理

2．1．3 计算多体系统动力学的优点

2．2 多体动力学在发动机中的应用

2．3 本章小结

第3章 6S50MC-C柴油机及推进轴系仿真模型的建立

3．1 概述

3．2 6S50MC-C柴油机三维模型的建立

3．3 6S50柴油机多刚体动力学模型的建立

3．4 推进轴系柔性化

3．4．1 推进轴系有限元模型的建立

3．4．2 推进轴系模态分析

3．4．3 MNF文件的生成

3．5 多柔体动力学模型的建立

3．5．1 柔性体约束的添加

3．5．2 驱动和载荷

3．5．3 阻尼

3．6 本章小结

第4章6 S50MC-C柴油机动力学仿真分析

4．2．1 动力输出特性

4．2．2 活塞组件的运动学分析

4．2．3 曲柄连杆机构的受力分析

4．3 轴心轨迹

4．4 本章小结

第5章 轴承变位对推进轴系载荷的影响

5．1 概述

5．2 轴承变位产生原因及危害

5．3 轴承变位及其对轴线的影响

5．3．1 轴承变位量的选定

5．3．2 尾轴承变位对轴线的影响

5．4 轴承变位时推进轴系动力学仿真

5．4．1 主轴承磨损对轴系的影响

5．4．2 中间轴承位置变化对轴系的影响

5．4．3 尾管轴承偏磨对推进轴系的影响

5．5 本章小结

第6章 推进轴系瞬态动力学响应分析

6．1 概述

6．2 推进轴系瞬态应力计算

6．3 推进轴系扭振分析

6．3．1 扭振的产生

6．3．2 推进轴系扭转变形分析

6．4 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

作者简介