舰载旋转机械基础冲击响应建模和数值计算*
2011-06-20贺少华吴新跃
爆炸与冲击 2011年6期
关键词:系统
贺少华,吴新跃
(海军工程大学船舶与动力学院机械工程系,湖北 武汉430033)
对于舰载设备在水下非接触爆炸冲击环境中的响应研究,目前,海军部门使用的规范冲击动力学分析方法只能针对设备静态时的情况,对于动态运行时设备的冲击响应则简单地规定为静态响应与工作载荷的绝对值相加,忽略了冲击激励与设备动态运行工作载荷的耦合,对于动态即设备运行条件下的冲击响应还没有标准的建模计算方法。对于旋转机械来说,相对静态非工作条件,动态工作条件下的冲击响应无疑更有研究价值。本文的主要目的就是要建立一套标准的运行条件下旋转机械冲击响应建模和计算理论方法,并将其运用于工程实际。
对舰载旋转机械即转子-轴承系统的冲击响应研究,主要方法为:首先对转子-轴承系统建模,用基础运动(位移、速度和加速度)来模拟基础冲击,建立系统动力学方程;然后通过数值计算求解方程得到响应。通过响应分析检验以下几个方面的内容:(1)润滑油膜在任何时候必须保持一个最小的油膜厚度以避免转子和轴承发生碰摩;(2)轴承基础能够承受冲击轴承反力;(3)转子冲击应力在安全范围内。
以往的类似研究[1-4]主要采用了刚体模型和梁模型两种转子建模方法:刚体模型在对润滑油膜厚度进行预测和轴承反力的计算上是足够合适的,此时转子一般仅由2个轴承支撑。这种建模方法牺牲了精确性,因为它忽略了转子的柔性,但还是可以得到一些有意义的分析结果,而且避免了复杂的数学建模和计算问题。……
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