1. 研究目的与意义（文献综述）

桨-轴-壳系统是大多数船舶的主要结构，这一结构中螺旋桨与水下伴流场相互作用会产生脉冲力，该力会通过轴系传播到壳体中进而引发振动，此振动也会影响船舶轴系的寿命，通过建立一个有效的有限元模型可以深入分析这一现象，进而找出如何将振动控制在最理想的状态下。该方向的研究可以有效的提高轴系寿命并改进船舶的舒适度，提高经济效益。此外桨-轴-壳系统也是绝大多数水下航行器的主要结构，这类航行器的隐蔽性是十分关键的指标，但该系统工作中产生的壳体振动进而引起的噪声最终会破坏其隐蔽性。这一结构中的研究对象主要为螺旋桨、轴系、壳体，由于螺旋桨兼顾着更重要的推进功能，所以无法因噪声问题对螺旋桨进行太多的改动，而壳体也关系着航行器的外形，亦无太多为噪声问题留出的改进空间，所以以往的研究更多集中在轴系上。本文的创新点在于将轴系和壳体放在一起进行分析与研究，为以后的理论分析提供有限元模型。

2. 研究的基本内容与方案

本文以桨-轴-壳系统的横向振动为研究对象，通过ansys软件建立一个有效的有限元模型，研究螺旋桨传来的横向脉冲力与轴壳系统振动之间的关系。从而为更深的研究进行服务。

如图[z1]所示船舶的轴系由艉轴承，中间轴承和推力轴承组成，轴承表面由壳覆盖，在轴承靠近螺旋桨处由艉轴和壳体相连接，而在中间轴承处和推力轴承处通过基座和壳体进行接触。

在该结构中螺旋桨带来横向与纵向的激励，激励从螺旋桨通过轴子系传播到轴-壳系统中，轴系子系统包括螺旋桨、轴系、联轴器从动部分、各轴承及轴承基座。由于不同的轴承子系具有不同的激励传播特性，所以建模中应使子系可以通过改变参数来模拟各种情况。由于本设计中主要考察横向激励，该激励从轴到壳体的传递依赖艉轴、中间轴承及其基座、推力轴承及其基座。为了建立一个正确的模型，这里需要对一些部件进行等效替代，这里的预想方案为：将轴承模拟为四段一维的梁（由艉轴，中间轴承，推力轴承的位置进行划分），将轴体与外壳连接处模拟为三个具有不同弹性系数的弹簧，同时将螺旋桨简化为一个不断带来外来激励的质点，可以根据需求来更改各梁和弹簧的系数以完成仿真。

3. 研究计划与安排

第1周：查阅相关资料并完成外文翻译。

第2~3周：结合论文题目和前期工作做出进度计划，写出开题报告。

第4~5周：深入学习ansys软件知识。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]bernblitmv．soundradiation from fluid-loaded infinite circular cylinders with doubly periodicring support［j］．j．acoust．soc．am，1984，75(3):715－722

[2]wilkenid.soedal w.simplified prediction of the modal characteristics ofring-stiffened cylindrical shells［j］．j．sound

[3]forsbergk.influence of the boundary conditions on the modal characteristics of thincylindrical shells［j］．aiaa，1964，2(12):2150 －2157