以直接傳動形式的船舶推進軸系為研究對象,基于連續(xù)-離散混合模型,開展推進軸系縱向振動動力吸振設(shè)計分析。采用直接法和模態(tài)疊加法計算比較推進軸系在螺旋槳脈動推力下的頻率響應(yīng),識別出第1階模態(tài)是優(yōu)勢模態(tài)。結(jié)合Lagrange方程和模態(tài)展開定理推導(dǎo)出推進軸系連續(xù)-動力吸振器離散混合模型的動力學(xué)方程,采用動力調(diào)諧優(yōu)化方法對動力吸振器進行優(yōu)化設(shè)計,在優(yōu)化狀態(tài)下討論動力吸振器的控制效果和參數(shù)影響規(guī)律。分析結(jié)果表明:動力吸振器安裝位置應(yīng)盡可能接近螺旋槳端,以減小動力吸振器動力參數(shù)值;第1階共振線譜的減振效果與動力吸振器安裝位置無關(guān),僅取決于其質(zhì)量比。

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【部分圖文】：

圖1推進軸系結(jié)構(gòu)模型

直接傳動形式的船舶推進軸系由螺旋槳、艉軸、中間軸、推力軸、支撐軸承、推力軸承及其基座等結(jié)構(gòu)組成（見圖1），為減小其的質(zhì)量，將其設(shè)計為空心軸。該推進軸系相關(guān)參數(shù)見表1。螺旋槳質(zhì)量（含附連水）占推進軸系總質(zhì)量的比例較高（接近60%），通常關(guān)注其慣性特性，而當(dāng)前有關(guān)彈性特性的研究還不充....

圖2推進軸系-動力吸振器混合動力學(xué)模型

動力吸振器安裝在傳動軸上。由于軸系是轉(zhuǎn)子，動力吸振器結(jié)構(gòu)必須滿足徑向固定和軸向彈性固定的安裝條件，以實現(xiàn)軸系縱向振動向動力吸振器轉(zhuǎn)移。動力吸振器由質(zhì)量、彈簧和阻尼3個機械元件組成，具有典型的離散系統(tǒng)特征，采用集中參數(shù)模型建模；推進軸系是連續(xù)系統(tǒng)，采用分布參數(shù)模型建模。兩者構(gòu)成由連....

圖3推力軸承處頻率響應(yīng)的直接法與模態(tài)疊加法計算結(jié)果比較

從模態(tài)參與度方面看，在低頻域內(nèi)，推進軸系縱向振動第2階及以上高階模態(tài)的參與因子都很小，表明較難被螺旋槳激振力激發(fā)，以致對振動響應(yīng)的貢獻很小，這從定量上證實第1階模態(tài)是優(yōu)勢模態(tài)，是推進軸系縱向振動控制的對象。3推進軸系縱向振動動力吸振分析

圖4推進軸系-動力吸振器混合系統(tǒng)等效模型

觀察式（18），形式上是兩自由度系統(tǒng)的振動方程。這樣，推進軸系-動力吸振器混合系統(tǒng)即轉(zhuǎn)化為以推進軸系縱向振動第1階模態(tài)為主振系的兩自由度等效系統(tǒng)（見圖4）。由式（18）可知，動力吸振器安裝位置點推進軸系的等效質(zhì)量、等效剛度和等效外載荷分別為

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