基于船体变形的轴承刚度对轴系校中的影响研究

• 作 者: 于洪涛
• 机 构: 武汉理工大学
• 出 处: 武汉理工大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 船尾轴承 有限元分析 动刚度 轴系校中

在船舶推进轴系中，轴承起着支承轴系的作用，其支承刚度的大小与其支承作用紧密相联。习惯上轴承刚度指的是其静刚度，反映轴承抵抗静态力下变形的能力。实际上轴系在运转过程中，受到多种动态因素（如船体变形、螺旋桨水动力、温度变形、润滑油膜等）的影响，不能保持既定的状态，其支承刚度也不是一个定值。　　
文中主要应用ANSYS有限元的方法，以某集装箱船尾轴承为例，研究了其动刚度特性，以及动刚度与船体变形对轴系校中的影响。该研究对于提高轴系校中质量，具有中要的理论意义与工程应用价值。　　
主要的研究工作及成果如下:　　
(1)分别建立了两种尾轴承（白合金尾轴承、橡胶尾轴承）的实体模型和有限元模型，进行了模态分析，研究了其固有振动特性。结果表明:在相同的结构下，白合金尾轴承的固有频率比橡胶尾轴承大一个数量级，主要原因是前者内衬厚度较薄、弹性模量较大。　　
(2)应用有限元软件ANSYS建立轴承的有限元模型，对尾轴承进行谐响应分析和动态特性研究，求解动刚度。以及探讨了轴承的几何和材料参数对动刚度的影响。　　
(3)在轴承动刚度、油膜刚度、船体刚度求解基础上，得到了轴承支承系统的等效刚度。等效刚度计入的轴系校中与刚性校中对比表明，前者使各个轴承的负荷更加均匀，校中结果更加接近工程实际。　　
(4)将各种波浪载荷条件下船体变形产生的轴承变位计入到轴系校中计算中。并与不计入船体变形时的轴系校中进行对比，结果表明:船体变形对前尾轴承和推力轴承的支反力影响较大。