船舶推进轴系纵横耦合非线性动力学分析—叶频激励下横向主共振响应

• 作者: 塔娜 张建波 邹冬林 饶柱石
• 来源期刊: 船舶力学
• 学科: 工学
• 关键词: 船舶轴系 纵横耦合 多尺度法 主共振
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 结构力学
• 页码范围: 201-210
• 页数: 10页
• 分类号: O322|TH113.1
• 字数: 5519字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2017.02.010

摘要

在考虑Von Karman非线性位移—应变关系下,基于Hamilton变分原理建立了船舶推进轴系纵横耦合非线性动力学方程.利用Galerkin方法,导出系统第一阶模态振动微分方程,采用多尺度法求解该方程.获得了叶频激励下横向主共振响应方程组,利用伪弧长延拓法数值求解了该方程组的平衡解并分析了其稳定性.探讨了支承刚度、激励载荷、螺旋桨质量、阻尼比以及细长比对轴系纵横耦合效应的影响.研究表明:细长比越小,激励载荷越大,阻尼比越小,系统纵横耦合效应越强;增加后艉轴承刚度可以抑制纵横耦合效应,增加前艉轴承以及推力轴承刚度则增强纵横耦合效应,而中间轴承对其没有明显影响;与线性模型相比,纵横耦合效应使轴系横向共振时的频率大于其线性固有频率,在某些激励频率处,幅频响应曲线上存在多解使幅值出现跳跃现象.分析结果对船舶推进轴系的设计有指导意义.