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柴油发电机组的曲轴强度设计

时间:2018-07-07 15:00  点击:  次
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曲轴的强度设计是柴油机设计中的一个重要部分。由于曲轴振动会在很大程度上影响曲轴的强度,所以曲轴的强度设计需要考虑振动的影响。曲轴振动主要有扭转振动、弯曲振动、纵向振动,曲轴的振动在一定程度上放大了曲轴应力,进一步威胁着柴油机正常运行。特别地,当激励频率与曲轴固有频率相等或接近时即发生共振,对曲轴可靠性构成很大的威胁。对于舰船柴油机,其曲轴长,其扭转共振频率对应的转速往往在柴油机工作转速范围之内,所以发生扭转共振可能性比较大。扭转共振引起大的扭转振幅,轻则影响凸轮轴的正常工作,恶化进排气定时效果,重则使曲轴扭断造成事故损失。特别地,当舰船柴油机曲轴系统在非接触水下爆炸冲击的特殊情况下,瞬间受到极大冲荷,很可能遭到破坏,所以有必要进行曲轴系统冲击下动态响应分析。
对非接触水下爆炸冲击波进行理想化建模,根据典型冲击形式将实际冲击抽象为如下3种具有特定波形的冲击波:半正弦脉冲、锯齿波脉冲和对称式梯形脉冲,并将这3种冲击形式作为冲击载荷加载到上文轴系动力学模型上,进行非接触水下爆炸冲击作用下的轴系动力学分析、曲轴瞬态动应力计算和屈服强度校核,另外,将冲击计算结果与正常工况结果进行了对比,分析了非接触水下爆炸冲击对柴油机曲轴系统的威胁程度。

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