基于萬(wàn)向聯(lián)軸器非線性扭振仿真

       全回轉(zhuǎn)推進(jìn)軸系因其操縱性好、倒退率高等特點(diǎn)逐漸在平臺(tái)供應(yīng)船上廣泛應(yīng)用。全回轉(zhuǎn)推進(jìn)軸系中的一個(gè)重要組成部分是萬(wàn)向聯(lián)軸器，其作用是聯(lián)接船舶軸系中的兩相交軸，改變推進(jìn)軸系扭矩的傳動(dòng)方向。萬(wàn)向聯(lián)軸器根據(jù)其傳動(dòng)特點(diǎn)，只要在接頭存在夾角，即使主動(dòng)軸速度是穩(wěn)定的，從動(dòng)軸也會(huì)產(chǎn)生速度波動(dòng)，且其波動(dòng)大小與夾角大小密切相關(guān)。但是，目前的研究往往將萬(wàn)向聯(lián)軸器等效為一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量圓盤進(jìn)行扭振計(jì)算，忽略了夾角引起的波動(dòng)，從而造成扭振理論計(jì)算和測(cè)試之間的誤差。從穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)以及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等方面對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器進(jìn)行了相關(guān)研究，但在船舶軸系的扭振計(jì)算中還未形成合適的計(jì)算方法，因此對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸器的扭振進(jìn)行研究，能夠提高軸系扭振計(jì)算精度，豐富軸系扭振計(jì)算理論，為萬(wàn)向聯(lián)軸器在船舶推進(jìn)軸系的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供理論支持。數(shù)學(xué)模型的建立方法是建立多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的一種普遍方法。傳統(tǒng)的方程可分為 一類和多形多體系統(tǒng)也適用于含閉鏈的非樹形多體系統(tǒng)，其方程為微分代數(shù)方程。在文中采用 一類方程建立萬(wàn)向聯(lián)軸器系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程。由于中間軸較長(zhǎng)，需考慮自身的扭轉(zhuǎn)剛度和扭轉(zhuǎn)阻尼，因此將其離散為兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相等的慣性圓盤；忽略接頭處的附加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和速度波動(dòng)，建立萬(wàn)向聯(lián)軸器集總參數(shù)簡(jiǎn)化當(dāng)量模型。利用一類方程建立了萬(wàn)向聯(lián)軸器非線性扭轉(zhuǎn)振動(dòng)方程，在此基礎(chǔ)上該系統(tǒng)的仿真模型并通過(guò)特例計(jì)算和仿真驗(yàn)證了該模型的正確性；然后通過(guò)修改參數(shù)獲得了系統(tǒng)固有頻率隨夾角變大而逐漸減小的變化關(guān)系，了在夾角小于２０°時(shí)的情況下可忽略?shī)A角進(jìn)行扭振計(jì)算的結(jié)論，為萬(wàn)向聯(lián)軸器在船舶推進(jìn)軸系的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供理論支持。