Курсовая работа: Расчёт общей и местной вибрации корабля
На рис.1.1 показан вал с двумя дисками, центры тяжести которых сдвинуты в противоположные стороны от оси вращения на одинаковые расстояния а. Такой ротор статически уравновешен.
Рис. 1.2 Стыкуемые на фланцах участки гребного вала, изготовленные с дефектами.
Если части вала имеют искривления, либо плоскости их фланцев не перпендикулярны к оси (рис.1.2), после соединения фланцев и затяжки болтов на опорах вала возникают реакции, изменяющие направления действия по мере поворота вала
Существование упругого прогиба могут привести к резонансным колебаниям системы винт - валопровод и к резкому возрастанию вибрационной нагрузки на корпус. Поэтому валопроводы всегда проектируются так, чтобы критическая частота была существенно выше любой эксплуатационной частоты вращения вала.
Гребные винты наряду со статической и динамической неуравновешенностью могут быть несбалансированны гидродинамически. Иначе говоря, на гребной винт будут действовать гидродинамическая сила и момент, векторы которых перпендикулярны к оси гребного вала. Вращаясь вместе с винтом, эти сила и момент, передающиеся через подшипники корпусу, создают периодическую нагрузку, изменяющуюся с частотой, равной частоте вращения гребного вала.
Таким образом, статическая и динамическая неуравновешенность роторов, неточность изготовления гребного винта и валопровода приводят к появлению вибрационной нагрузки первого порядка, изменяющейся с частотой вращения вала Q.
При расчете вибрации периодические возмущающие силы и моменты, передаваемые двигателем на фундамент, могут быть представлены в виде суммы гармоник:
где F, M - возмущающие сила и момент;
Ω0 - круговая частота вращения вала двигателя;
αi -, βi - начальные фазы составляющих силы и момента.
Тщательной балансировкой многоцилиндрового поршневого двигателя, устранением неравномерности рабочих циклов в цилиндрах удается свести к минимуму или полностью устранить создаваемую им вибрационную нагрузку низших порядков.
Опрокидывающими моментами и горизонтальными силами не исчерпывается многообразие вибрационных нагрузок, источником которых служат двигатели внутреннего сгорания. Так, неполная сбалансированность движущихся масс приводит к появлению моментов, вращающих двигатель относительно осей вертикальной (рыскание) и поперечной горизонтальной (галопирование). Динамические нагрузки, имеющие случайный характер, создаются в результате неидентичности воспламенения и сгорания топлива в цилиндрах.
1.3 Нагрузки, вызванные работой гребных винтов за корпусом
Действие нагрузок, связанных с работой гребных винтов за корпусом в непосредственной близости от него, представляет собой наиболее существенную причину вибрации судна.
Винт, работающий за корпусом судна, возбуждает два вида вибрационной нагрузки: нагрузку, передающуюся корпусу через подшипники и непосредственно приложенную к обшивке в виде пульсирующих давлений.
1.3.1 Нагрузка, передающаяся корпусу через подшипники
Неоднородность потока, набегающего на винт, создается вследствие нескольких причин, среди которых важнейшую роль играет так называемый попутный поток.
Осевая Vx ( направленная вдоль оси гребного вала) и окружная Vt составляющие скорости регулярной части попутного потока могут быть рассчитаны или измерены с использованием I модельного эксперимента.
Осевую составляющую удобно представить в виде суммы:
Vx = v0 + vx ,
где v0 - скорость судна; vx - зависящая от координат в плоскости диска винта составляющая осевой скорости.
Пример изменения vx и Vt за один оборот лопасти двухвинтового судна показан на рис.1.3
Рис 1.3 Пример изменения vx / v0 и Vt / v0 за один оборот лопасти.
2. Местная вибрация корабля. Вибрация набора судового корпуса. Свободные колебания однопролётной свободно опёртой балки
2.1 Расчетная схема
 |
Рис.2.1 Расчётная схема однопролётной свободно опёртой балки.
2.2 Исходные данные
|
Длина балки "L", м |
К-во Просмотров: 617
Бесплатно скачать Курсовая работа: Расчёт общей и местной вибрации корабля
|