Advertisements
船體振動機理研究對於各種類型艦船的研發和製造都有巨大的影響。
我們都知道,潛艇作為軍事艦艇的一種,在戰爭中起著重要的作用。原因無他,這種特殊的艦船擅長利用環境掩護實現遠洋偵查和遽然奇襲。
然而,過大的振動輻射會讓潛艇的優勢蕩然無存。對現有的各類潛艇,振動噪聲輻射問題仍然有一定優化的空間。如果能夠把船體振動輻射的機理研究透,對於降低潛艇總體振動輻射、增強海軍作戰能力都會大有裨益。
航行中,水聲輻射的來源主要有:(1)船上設備等產生的振動。各種機器設備、管道產生振動並通過設備連接處向艇體本身傳遞,再擴散到海水之中。 (2)螺旋槳產生的振動噪聲。螺旋槳葉在紊亂流場中轉動會導致噪聲輻射;(3)水動力噪聲。這是由艇體本身受到湍流脈動激勵導致的。
潛艇在慢速巡航時,振動噪聲主要產生於艇上動力系統。推進軸係是潛艇中傳遞動力的主要環節,在推進電機驅動軸系和螺旋槳轉動並推動艇體航行的過程中,軸系會在推進電機電磁轉矩激勵和螺旋槳激勵的作用下發生橫向、縱向和扭轉振動。顯然,控制推進軸系的振動,對降低艇體水聲輻射至關重要。
推進軸係不是獨立的系統,它是通過推力軸承、艉前、艉中、艉後軸承及彈性聯軸器等與艇體聯接而成為的一個大系統,軸係受到的激勵也通過各個支承傳遞到艇體。因此,深入研究軸系的振動問題,就有必要將軸係與艇體視為一個耦合系統而研究其耦合振動特性,其中由於各軸承在軸係與艇體耦合系統中的舉足輕重的地位,研究其剛度特性對系統耦合振動特性的影響是必不可少的,具有重要的理論和應用價值。
在以往關於推進軸系及與艇體耦合振動問題的很多研究中,均將軸系上的各個軸承抽象為理想彈簧,這體現了液膜剛度影響系統耦合振動特性的研究思想,但對軸承液膜剛度特性的描述顯然是很粗略的。如果能夠根據滑動軸承的潤滑理論,應用ANSYS軟體計算推力軸承和徑向軸承的液膜剛度,那麼就能夠建立更精確的軸承剛度模型;將這個模型應用於軸系-艇體耦合振動力學模型之中,必然會對現有的軸系-艇體耦合振動模型補充完善。
此外,探討軸系上面各個軸承對於軸系-艇體耦合振動的影響規律,也可以為推進軸系-艇體耦合的減振設計與噪聲診斷提供參考。