Учет случайных факторов при расчете крутильных колебаний валопроводов судовых дизельных установок методом главных координат

• Автор: Нгуен Динь Тыонг
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 226 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ физической крутильно-колеблющейся модели судовых

валопроводов дизельных установок

1.2. Требования классификационных обществ по крутильным колебаниям судовых валопроводов

1.3. Расчет свободных колебаний

1.3.1. МетодТолле

1.3.2. Метод Терских

1.3.3. Метод Хольцера

1.3.4. Погрешность расчета частоты свободных колебаний

1.4. Расчет вынужденных колебаний
1.4.1. Расчет вынуждающих моментов
1.4.2. Расчет демпфирующих моментов и их работа
1.4.3. Расчет резонансных колебаний
1.4.4. Расчет нерезонансных колебаний
1.4.5. Расчет околорезонансных колебаний и режим перехода через резонанс
1.4.6. Определение запретных зон чисел оборотов и оценка
результатов расчета
1.5. Мероприятия и средства уменьшения резонансных крутильных колебаний судовых валопроводов
1.6. Теоретические основы измерений крутильных колебаний судовых валопроводов
1.7. Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ СУДОВЫХ ВАЛОПРОВОДОВ МЕТОДОМ ГЛАВНЫХ КООРДИНАТ
2.1. Уравнения вынужденных колебаний многомассовой системы в
обобщенных координатах
2.2. Основы метода главных координат
2.3. Применение метода главных координат для расчета крутильных колебаний судовых валопроводов
2.3.1. Постановка задачи
2.3.2. Жесткостные, инерционные и демпфирующие характеристики элементов судовых валопроводов
2.3.3. Расчет свободных колебаний матричным методом и
построение матрицы форм собственных колебаний
2.3.4. Построение частотной диаграммы и определение
возможных резонансных оборотов

2.3.5. Расчет вынуждающих моментов. Переход от обобщенных к главным координатам
2.3.6. Определение динамических перемещений методом интерполяции кусочно-линейного типа
2.3.7. Переход от главных к обобщенным координатам. Определение напряжений на участках валопровода
2.3.8. Алгоритм расчета крутильных колебаний судовых валопроводов методом главных координат
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УЧЕТА СЛУЧАЙНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ РАСЧЕТЕ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ СУДОВЫХ ВАЛОПРОВОДОВ
3.1. Методологические основы расчета крутильных колебаний судовых валопроводов с учетом случайных факторов
3.2. Определение законов распределения параметров
3.2.1. Характеристики случайных величин
3.2.2. Функция эмпирического распределения
3.2.3. Функция теоретических распределений
3.2.4. Графические представления вероятностей и проверка допущений о законе распределений
3.3. Генерация случайных чисел по заданному закону распределения
3.4. Статистическая обработка случайных процессов
3.4.1. Основные положения
3.4.2. Дискретизация случайного процесса
3.4.3. Корреляционный и спектральный анализ
3.4.4. Чувствительность модели
3.4.5. Адекватности модели
3.5. Классификация параметров, входящих в процесс расчета крутильных колебаний судовых валопроводов
3.6. Статистические характеристики массогабаритных параметров
деталей ДВС
3.7. Статистические характеристики параметров рабочего процесса ДВС
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА РАСЧЕТА КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ МЕТОДОМ ГЛАВНЫХ КООРДИНАТ С УЧЕТОМ СЛУЧАЙНЫХ ФАКТОРОВ
4.1. Последовательность расчета крутильных колебаний судовых
валопроводов методом главных координат с учетом случайных факторов
4.2. Структура программного комплекса
4.3. Модуль LAWS
4.4. Модуль GENERATOR

4.5. Модуль GAUSS
4.6. Модуль TORSIONAL VIBRATION
4.7. Модуль ANALYSIS
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ МЕТОДОМ ГЛАВНЫХ КООРДИНАТ
5.1. Задачи эксперимента
5.2. Исследования крутильных колебаний валопроводов теплохода
« Невский 23 »
5.3. Исследования крутильных колебаний валопровода теплохода «Walsertal»
5.4. Исследования крутильных колебаний валопровода теплохода
« Иван Скуридин »
5.5. Исследования крутильных колебаний валопровода теплохода
« Федор Ерозиди »
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Таким образом, конечная формула напряжения приобретает вид:
т = Тщ + Та
В расчетной практике принято вести учет моментов от двигателя двумя способами.
Первый предполагает производить разложение в ряд Фурье для любого рассматриваемого двигателя. Второй способ [35] базируется на предположении, что для подобной серии двигателей одинаковой тактности и близкими рабочими процессами, амплитуды гармонических составлявших пропорциональны объемам их цилиндров, а начальные фазы практически не отличаются.
Следовательно, результаты гармонического анализа можно представить в виде одинаковых гармонических коэффициентов
г -М* г
гдеРиЯ- площадь поршня и радиус кривошипа соответственно.
Гармонические коэффициенты представляются кривыми для каждого порядка в функции среднего индикаторного давления.
Амплитуда гармоники V порядка подсчитывается из выражения
М,г = Р Я СУ
Иногда М,г находят из эмпирических формул, которые были получены из анализа тангенциальных диаграмм В.П. Терских. Подобные соотношения можно взять из специальной литература [45, 57, 95].
4. Гармонические составляющие возмущающих моментов двигателя от различных сил, рассмотренные выше суммируются для каждого порядка V на каждом расчетном режиме работы машинной установки. В общем случае находят суммарные амплитуды Му и начальные фазы всех этих гармонических составляющих
К=Кг + К, + Кг = Му5п{<01+^ )
Суммирование может выполняться графически. При этом амплитуды рассматриваются как векторы, отложенные от горизонтальной координатной оси против часовой стрелки под углами, равными их начальным фазам. Суммарный вектор Му определяется по величине как замыкающая составляющих векторов. Начальная фаза %у находится как угол наклона этой замыкающей к горизонтальной координатной оси.
При суммировании учитывают гармонические составляющие возмущающих моментов:
сил тяжести - двух первых порядков (только для малооборотных двигателей тяжелого типа):
сил инерции - трех или четырех первых порядков;
сил газов - до 10-го порядка включительно.
5. Гребной винт является одним из важнейших возбудителем крутильных колебаний. На гребной винт передается реакция со стороны набегающего потока воды. Последний имеет нестационарный и неравномерный характер своего движения. Повышенное сопротивление воды в кормовой оконечности судна создает неравномерность набегающего потока в осевом, тангенциальном и радиальном направлениях. Период вынуждаемого момента на гребном винте кратен периоду среднего крутящего момента двигателя. Кратности гармонических составлявших