邹冬林，张建波，塔 娜，饶柱石

（上海交通大学 a.振动、冲击、噪声研究所；b.机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240）

船舶推进轴系纵横耦合非线性动力学分析—叶频激励下横向主共振响应

邹冬林a，b，张建波a，b，塔 娜a，b，饶柱石a，b

（上海交通大学 a.振动、冲击、噪声研究所；b.机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240）

在考虑Von Karman非线性位移—应变关系下，基于Hamilton变分原理建立了船舶推进轴系纵横耦合非线性动力学方程。利用Galerkin方法，导出系统第一阶模态振动微分方程，采用多尺度法求解该方程。获得了叶频激励下横向主共振响应方程组，利用伪弧长延拓法数值求解了该方程组的平衡解并分析了其稳定性。探讨了支承刚度、激励载荷、螺旋桨质量、阻尼比以及细长比对轴系纵横耦合效应的影响。研究表明：细长比越小，激励载荷越大，阻尼比越小，系统纵横耦合效应越强；增加后艉轴承刚度可以抑制纵横耦合效应，增加前艉轴承以及推力轴承刚度则增强纵横耦合效应，而中间轴承对其没有明显影响；与线性模型相比，纵横耦合效应使轴系横向共振时的频率大于其线性固有频率，在某些激励频率处，幅频响应曲线上存在多解使幅值出现跳跃现象。分析结果对船舶推进轴系的设计有指导意义。

船舶轴系；纵横耦合；多尺度法；主共振

0 引 言

船舶推进轴系作为船舶水中航行的动力系统，是船舶组件中非常重要的部件，因此对推进轴系的动力学特性分析一直以来都是国内外研究的热点[1-3]。……