《動力裝置振動數值計算》:《動力裝置振動數值計算》是船舶動力裝置振動計算 -百科知識中文網

簡介

《動力裝置振動數值計算》主要介紹船舶動力裝置振動固有頻率及回響的數值計算方法。內容包括：代數特徵值問題，線性代數方程組的數值解法，分析軸系振動的傳遞矩陣法和有限元法，工程上常用的軸系扭轉振動和隔振裝置振動的計算方法。在附錄中給出了六個船舶動力裝置振動的電腦程式，以供參考。

特點

隨著電子計算機的廣泛套用，現代科學技術產生了飛躍發展，振動數值計算的面貌煥然一新，並正在普遍地套用於工程實踐中。不僅將電子計算機作為計算工具，而且還廣泛採用了矩陣分析與計算方法的諸多內容。因此了解振動數值計算的方法，利用已有的程式及編制一些不太複雜的計算程式，就成為從事振動理論分析工作的人員應掌握的一種基本技能。

本書就船舶柴油機軸系的縱向、橫向、扭轉振動及動力裝置隔振系統的計算方法，介紹了計算模型、採用的算法等，並提供了幾個比較實用的計算程式。至於系統參數（如質量、剛度、阻尼）和激振力的具體計算屬於其他課程的內容，本書只在個別章節中稍加介紹。

書摘

柴油機由於具有良好的經濟性及工作可靠性，因此被廣泛用於國民經濟的各個部門。但因其主要機件運動的往復性及工作的周期循環性，因而不可避免地導致柴油機產生較大的振動與噪聲。振動不但影響柴油機裝置本身結構及整個系統的工作性能和壽命，同時也使其載體及與之鄰近的設備產生振動而降低工作效能，這也應是環境保護的一個方面。因此可以說柴油機是船舶及以其為動力的一切運載工具的主要振動源。
振動控制就是在設計及安裝中採取措施，以保證柴油機所引起的振動限制在允許的範圍內，使包括柴油機本身在內的所有機電設備能夠保持正常工作。
機械振動是工程中經常遇到的現象，但柴油機的振動有其獨特性，除了安裝在柴油機上的部件及管系有可能產生局部振動外，柴油機裝置還產生有整機性的振動。柴油機曲軸傳動系統伴隨動力輸出，有扭轉振動、縱向振動和橫向振動產生，尤其是船舶推進軸系，在船舶設計階段使軸系的振動臨界轉速儘量不在工作轉速範圍內，或者不發生危險的激烈振動，以保證柴油機及其軸系正常工作。
1.1.1柴油機軸系扭轉振動
柴油機的扭矩是周期性的，因而引起曲軸系統的扭轉振動。對於以柴油機作為推進動力的船舶，由於軸系較長，相對而言扭轉剛度較小，系統固有頻率較低。而柴油機工作轉速低，因而在工作轉速範圍內將發生扭轉共振。
新型船舶在設計建造時，船檢部門規定必須交驗軸系扭轉振動的計算資料和實船軸系測試數據，二者結果必須相符，其誤差不得超過規定的允許值。計算與實測二者是互相配合相輔相成的，計算必須靠實測檢驗，而實際扭振測量由於測量點的限制，一般只能在柴油機自由端或推進軸的某個位置進行測量，因此所得結果是曲軸系統局部件的振動數據，而無法了解整個軸系的全貌。因此曲軸系統扭轉振動計算是船舶柴油機軸系設計時必不可少的項目。

第1章總論
1.1船船動力裝置振動概述
1.2柴油機裝置振動的激振力
練習題
第2章矩陣特徵值問題——計算自由振動頻率及振型
2.1振動系統運動方程式及其解法
2.2振動問題化為矩陣特徵值問題
2.3特徵值問題數值解法概述
2.4冪法與反冪法
2.5子空間疊代法
2.6Jacobi法
2.7G-H法
2.8QR法
練習題
第3章振動回響的數值計算
3.1系統振動微分方程式及其解法
3.2解線性代數方程組的消去法
3.3解線性代數方程組的直接分解法
3.4帶狀矩陣方程組的計算特點
3.5解線性代數方程組的疊代法
3.6計算振動回響的振型疊加法
3.7時域數值計算方法
練習題
第4章傳遞矩陣法
4.1傳遞矩陣法的基本概念
4.2縱振系統諸單元的傳遞矩陣
4.3橫振系統諸單元的傳遞矩陣
4.4扭振系統諸單元的傳遞矩陣
4.5傳遞矩陣法的求解
4.6Riccati傳遞矩陣法
練習題
第5章軸系振動的有限元法
5.1有限元法的基本思想和解算步驟
5.2柴油機軸系的離散化
5.3軸系振動單元的特性分析
5.4坐標變換
5.5系統振動方程的建立與求算
練習題
第6章船舶柴油機軸系扭轉振動
6.1軸系扭轉振動數理模型
6.2軸系無阻尼自由扭轉振動計算
6.3軸系強迫扭振回響計算
6.4非線性扭振系統
6.5關於扭振系統自由振動計算的其他幾個問題
練習題
第7章柴油機裝置隔振系統計算
7.1引言
7.2力與力矩、位移的轉換
7.3隔振系統的振動微分方程式
7.4總剛度矩陣、總阻尼矩陣、總慣性矩陣以及激振力向量的求法
7.5自振頻率的求算
7.6有阻尼系統對簡諧激振力的回響
7.7有阻尼系統對任意激勵的回響
練習題
附錄A子空間疊代法計算程式
附錄B逐步積分法計算程式
附錄C船舶軸系縱向、扭轉振動傳遞矩陣法計算程式
附錄D船舶軸系橫向振動有限元法計算程式
附錄E船舶軸系扭轉振動計算程式
附錄F柴油機裝置(單、雙層)隔振系統計算通用程式

哈爾濱工業大學最新圖書之五

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