1. 研究目的与意义（文献综述）

随着船舶大型化的发展，一些大型、超大型油轮和散装船的出现，使得船体特别是船尾的刚度有所下降，为了获得较高的推进效率，常倾向于采用多推进轴系。这样除了在船体横截面中心线上的轴系外，其余的轴系必然有较长的部分远离船体伸入水中，船体外的这部分轴段由舷外托架支承，它们的刚度一般要比船体内支承刚度低。此外，基于结构上的原因，这类抽系最后两相邻轴承间的距离较长，这些都将导致轴系回旋振动固有频率降低。另一方面，这类船舶的螺旋桨有五或六个桨叶，其转速也较高，这就使作用在螺旋桨上流体力的频率(叶频)有可能接近于下降的回旋振动频率，使轴系有产生共振的可能性。即使没有出现共振，在大功率船舶中，由于螺旋桨激振力增加，也有可能使回旋振动响应大到不可忽视的程度^[2]。 产生回旋振动的原因主要是在螺旋桨和转轴上作用有旋转的横向推力，这种力是由于螺旋桨和转轴在旋转时因各种因素的影响而产生绕理论轴线的回旋力或力偶作用于固定的轴承等处而产生的。这种旋转的横向推力引起的振动最终由各种结构传向全船^[1],有时，即使在轴系回旋振动设计中，已将回旋振动共振转速置于工作转速范围以外，由于轴系校中不佳，尾管前轴承脱空，使回旋振动固有频率下降，仍可能使共振转速进入或接近工作转速范围，对此应予以足够重视。即使在工作转速范围内不会发生回旋振动共振，在大型船舶中，由于流体激励力较大，亦可使回旋振动响应增大到不容忽视的程度^[3]。在一般情况下，随着轴系转速的升高，回旋振动幅值增大，在转速达到最大时，回旋振动幅值亦为最大^[4]。这种旋转的横向推力引起的振动最终由各种结构传向全船。轴系回旋振动将导致下列机械故障和振动现象:1)尾管后轴承过热或早期磨损，并导致轴衬套的腐蚀;2)螺旋桨轴特别是锥端键槽前面危险区域内产生附加交变弯曲应力，甚至出现龟裂、折断等疲劳破坏;3)引起轴承反力的动力放大，进而引起船体尾部结构的振动;4)尾管密封装置漏损，甚至过早损坏^[5]。因此，推进轴系的回旋振动又受到广泛注意，其重要性也较以前更为强调了^[6]。

1.2 国内外的研究现状分析

总的说来，回旋振动目前仍处于研究发展阶段.虽然一些船级社规范对轴系回旋(横向)振动提出了要求^[7]。船舶推进轴系回旋振动的研究，是以二次大战后“自由轮”等船舶多次发生的螺旋桨轴龟裂、折损等事故为契机而开始的。panagopulos和jasper分别建立了轴系的简单模型，推导出轴系回旋振动固有频率估算公式。以后叶山真治hylarides, smiths和horie等作了进一步的研究。我国自80年代起对轴系回旋振动也有了较深入的研究，并发展了相应的传递矩阵法计算程序系统，其计算精度已达国际相应水平。传递矩阵法是根据myklestad和prohl在40年代分别提出的方法演变而成。它具有表达式简单，易于编程，对计算机内存要求不高等优点，是轴系振动分析中的传统计算方法。至今仍得到广泛应用。但是，当轴系较长，计算模型分段过多，轴系支承较多且其刚度较大，以及计算频率较高时，该法可能发生数值不稳定现象，这时频率多项式的值将发生不规则跳动^[8]。国内外一些主要船级社和国内相关船舶标准对各类船舶推进轴系的回旋振动都提出了相应的技术要求，但仅以轴系回旋振动的一次和叶片次临界转速范围作为评价和规范的依据，要求针对特定的船型和设计提交回旋振动计算书以供审查。目前尚未对振动响应提出相应要求。国内相关的船舶标准有:l《船舶推进轴系回旋振动计算方法》（cb*/2 336-84）, 2《舰艇轴系强度计算和横向振动计算规则》（cb/z 208-83）, 3《舰艇结构振动预报和预防措施》(gjb/z 71-95 )^[9]

2. 研究的基本内容与方案

1）查阅中文外文文献学习国内外回旋振动研究现状以及各国船级社有关回旋振动计算要求对比分析研究

2）完成回旋振动计算模型、计算方法；

3）回旋振动计算方法研究，回旋振动衡准；

3. 研究计划与安排

2018年03月1日--03月23日: 翻译文献，拟定提纲，完成《开题报告》。

2018年03月23日--04月11日: 回旋振动计算模型研究；

2018年04月11日--05月01日: 回旋振动计算方法与衡准研究；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]谭祖胜,陈川艾,郭贤明.高速船推进轴系回旋振动影响因素及特点探析[j].船舶工程,1999(03):32-34

[2]周凌波,段勇,孙玉东,魏强.水面船舶推进轴系回旋振动研究综述[j].中国造船,2017,58(03):233-244。

[3]murawski l. shaft linewhirling vibrations: effects of numerical assumptions on analysis results[j].marine technology, 2005, 42(2):53-60.