1．目的及意义

随着我国造船业的不断进步和发展，我国的造船数量和造船质量正产生质的飞跃，中国也顺利地成为了世界第三造船大国，中国造船业在国际上的地位也在不断地提升。但是发展和挑战总是相伴而生，随着我国经济和国防力量的快速发展，国家和企业对于船舶的安全和可靠性提出了更高的要求，以致振动这一在船舶航行中潜伏的安全杀手越来越受到相关机构和科研者的关注。本文着手于船舶振动问题中推进轴系的扭转振动问题。船舶推进轴系扭转振动是在船舶轴系中出现的周向交变运动以及相应的变形。扭转振动大致由以下几种激励造成：一是柴油机气缸内气体压力的周期性变化引起的激励，一是运动部件的重力及往复惯性力的周期性变化引起的激励，再一个是接受功率的部件不能均匀地吸收扭振而产生的激励。扭转振动问题如果没有及时地得到解决，那么就可能在轴系运行中出现船体振动加剧、推进轴系疲劳折损、弹性联轴器的弹性元件过早报废等问题，甚至可能发生断轴事故。并且如果产生共振的话，更会剧烈加剧这些问题，造成更为严重的影响。所以就需要在船舶建造阶段，根据相关的实验数据研究计算出推进轴系各个部分的扭转振动情况，以及是否满足安全及其它相关规定的需要。之后再根据研究计算结果，选择属性合适的弹性联轴器与推进轴系匹配。这是本文最主要的任务与目的。

国内外的研究现状分析：国外Hyung Suk Han通过对联轴器刚度、轴刚度、联轴器阻尼和轴阻尼等参数进行数值分析，得到了在不同的参数值下，推进轴系扭转振动的相应情况。Fredrik研究出一套降低轴系扭转振动的方法，该方法使得相关频率下的扭转振动降低至原来的90%，并有效地减少了联轴器的热负荷。Lech Murawski研究出一套估算方法，用于估算推进系统的扭转振动情况，通过验证后发现该方法在一定范围内可以快速并相对准确的估算出扭转振动的大体情况，方便了相关工程人员的使用。国内周瑞平教授开发了相关的扭转振动应用软件，软件的测试结果表明，该软件计算方法正确，方法稳定可靠，算法设计优化，所开发的软件具有界面友好、功能完善、计算速度快等特点。杨红军基于冰区船舶使用Newmark法从时域方面求解轴系扭转振动微分方程组，克服了频域扭转振动计算方法在处理瞬态条件扭转振动问题时的局限性，Newmark法的计算结果表明，该结果在稳态响应计算和时域曲线上与实测结果十分相似，具有一定的工程实用性。杨勇基于带减速齿轮箱的主推进系统，在考虑减速齿轮箱油膜刚度的影响下，对某船轴系的扭转振动情况进行了分析，分析结果表明，随着减速齿轮箱啮合齿面间油膜刚度的增加，最大轴系扭转应力会向低速区偏移，这对船舶轴系转速区域的划分产生了非常大的影响。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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研究（设计）的基本内容、目标：1）高弹性联轴器选型与匹配研究。学习并查阅有关弹性联轴器的资料，熟悉弹性联轴器的结构构成及其重要参数，了解一定数量的弹性联轴器的性能和使用特点，以及根据相应的参数选择属性合适的联轴器进行匹配，从而达到了解弹性联轴器和掌握联轴器选型的整个操作过程的目的。2）推进轴系扭振计算模型研究。掌握推进轴系模型简化的基本方法，建立起轴系扭转振动的简化模型。一般的推进轴系扭振建模中，大多采用的是集总参数模型。这类模型由三种基本元件组成：刚性匀质圆盘元件、无惯量扭转弹簧元件以及无惯量阻尼元件。3）推进轴系扭振计算方法研究。查阅资料，掌握有关推进轴系扭振计算的方法研究，并选择合适的方法用于本次的推进轴系扭转振动计算中。通过对推进轴系扭振的计算，掌握计算的整个运算步骤以及总结出对所用方法的理解与看法，并与其它的方法进行比较研究。4）选配后轴系扭振计算。查阅资料，掌握联轴器选配后的轴系扭振计算过程，并能快速准确的完成计算。5)轴系影响因素分析。查阅资料，分析总结出对于此类型的推进轴系影响其扭转振动的原因有哪些。

拟采用的技术方案及措施：1）首先选择属性合适的弹性联轴器与轴系匹配。2）建立合适的力学模型。3）选定合适的扭转振动计算方法。从Holzer法、传递矩阵法、解析法中选择合适的方法计算自由振动，从能量法、放大系数法、传递矩阵法、解析法、有限元法中选择合适的方法计算强迫振动。4）进行推进轴系的扭转振动计算。5）提出减振避振措施并总结归纳。3. 参考文献

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[2]王梦琪. 8L27/38 型柴油机推进轴系扭振分析及特性仿真研究[D]. 哈尔滨工程大学硕士学位论文，2016

[3]张凯. 4105柴油机曲轴系扭转振动及减振器匹配研究[D]. 江苏大学硕士学位论文，2012

[4]张建军，简炎钧，应启光. 船舶复杂轴系扭振计算研究及其应用[J]. 船舶工程，2000, (1) : 35-37

[5]张文帅. 船舶推进轴系扭转振动分析及减振避振研究[D].哈尔滨工业大学硕士学位论文，2011

[6]张建阳. 船舶推进轴系扭转振动减振研究[J]. 中国修船，2006, 19(4) : 34-35

[7]周瑞平，杨建国，张升平. 船舶推进轴系扭转振动应用软件开发研究[J]. 武汉理工大学学报，2003，25（3）： 69-72

[8]陈燕飞. 船舶轴系扭振新估算公式及计算研究[J].船舶标准化工程师，2017，：12-16