船用柴油机曲轴振动建模与仿真分析开题报告
2020-04-21 16:07:31
1. 研究目的与意义（文献综述）
船舶柴油机被称为船舶的“心脏”，是保证船舶安全营运、高效运行的关健设备，但是由于受限于船上维修条件，当柴油机一旦出现故障时，存在较大的修复难度，甚至是造成在一些情况下需靠码头后或进坞维修，这样大大增加了维修成本。据相关技术统计，在柴油机的一系列机械故障中约70%~80%是由振动原因引起，而30%~40%的振动故障又是由不平衡导致的[1]，然而柴油机不平衡振动的主要原因是曲轴系统不平衡产生的。
曲轴是船舶柴油机的重要运动部件之一，主要作用是运动形式的转变以及承受着复杂的交变载荷等。在柴油机的有害振动、噪声的传递或祸合中，曲轴机构自身的不平衡振动是主要原因之一。曲轴裂纹甚至断裂是发生频率较高故障，为了降低柴油机不平衡振动以改善其工作性能和状态，延长其使用寿命并降低柴油机的功耗和日常维护与管理成本以及改善机舱工作环境，开展船舶柴油机曲轴机构的动平衡研究具有重要的意义。
柴油机在运行中会产生一阶与二阶往复惯性力与旋转惯性力，通过安装平衡机构可以实现平衡前者，而后者往往是通过在曲轴上安装平衡重来实现平衡效果。目前通过在曲轴上安装平衡重的研究主要有两个方向:其一就是通过对平衡重本身结构和安装位置进行最优化设计以最大化实现抵消不平衡力，其二就是在研究上述内容基础上还考虑不同的安装方案与曲轴机构强度之间的关系，以下就是对上述内容的国内外相关研究现状进行综述。
2. 研究的基本内容与方案
2．1研究内容
曲轴是船舶柴油机的重要运动部件之一，主要作用是运动形式的转变以及承受着复杂的交变载荷等。在柴油机的有害振动、噪声的传递或祸合中，曲轴机构自身的不平衡振动是重要原因，本文主要研究船用柴油机气缸套三维实体建模、柴油机曲轴有限元模型的建立、柴油机曲轴的模态分析、根据仿真结果分析曲轴振动特性并找出优化解决方案等。
2．2研究目标
3. 研究计划与安排
| 3、进度安排 （1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告。 （第1周—第3周） （2）查找并阅读文献，总结归纳国内外柴油机的发展现状及工作特性，船用柴油机曲轴工作原理及振动机理。 （第4周—第5周） （3）学习建模软件以及模态分析软件相关基础知识及软件的使用方法。 （第6周—第8周） （4）建立船用柴油机曲轴三维实体模型，完成曲轴有限元模型的建立并进行模态分析。 （第9周—第11周） （5）根据仿真结果分析曲轴振动特性并找出优化解决方案。 （第12周—第13周） （6）撰写并修改毕业论文，准备论文答辩。 （第14周—第15周） |
4. 参考文献（12篇以上）
[1]李志敏.基于振动分析的内燃机主轴承状态监测与故障诊断方法研究「d].大连:大连理工大学能源与动力学院，2001.
[2]杨寿藏，陈云彪.现代先进柴油机技术一平衡与振动(1) [j].柴油机设计与制
造，2002(4):29-39.
