论文题目：舰船小型分布式动力装置振动噪声分析及布置优化
摘要：汽轮发电机组作为舰船的动力装置,也是舰船振动噪声主要来源。舰船在低速航行时,结构噪声在全船声辐射中占主要作用,需要进行严格控制,减小船舶动力装置的振动是降低舰船振动噪声不可或缺的重要内容。传统舰船动力装置采用的汽轮发电机组工作时转速偏低,机组功率密度偏低,低频振动难以控制,振动能量大,是舰艇主要振动噪声源之一,同时,由于机组功率大,外形尺寸偏大,后期出舱维护困难较大。相比于传统大型汽轮发电机组,小型径流式汽轮发电机组具有整机外形尺寸小、重量轻、制造工艺与方法简单、低振动,低噪音,寿命长等诸多优点。采用多台小型高速径流式汽轮发电机组并分布布置,通过优化布局,可显著降低汽发机组整体振动。本文基于汽轮发电机组典型激励（不平衡激励、汽流激励、电磁激励）机理,开展在耦合激励作用下两种汽轮发电机组振动特性研究,基于有限元分析理论,建立两种汽轮发电机组轴系简化模型,分析两种汽轮发电机组轴系刚性支撑、弹性支撑下前两阶模态,开展不平衡激励、汽流激励、电磁激励共同作用下两种汽轮发电机组轴系振动特性仿真分析。依据耦合激励作用下两种汽轮发电机组轴系振动特性计算结果,结合汽轮发电机组结构进气参数,建立两种不同功率动力系统简化模型并对其进行网格划分。通过有限元软件来仿真计算动力系统耦合机理作用下的振动响应,探究小型分布式动力装置的减振效果,验证高速小型汽轮发电机组的减振优势。最后,在保持其他条件均不变的情况下,通过改变小型高速汽轮发电机组的布置位置,采用几种较为典型的分布方式,通过有限元软件计算不同分布方案下动力系统的振动噪声,得到分布式小型动力装置的最优布置方案。
关键词：高速小型汽轮发电机;舰船动力装置;典型激励;振动特性分析;优化布置方案
学科专业：动力工程（专业学位）
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 舰船动力装置减振技术国内外研究现状
1.2.1 隔振系统发展
1.2.2 微型燃气轮机发展
1.3 本文的主要研究内容
第二章 汽轮发电机组典型激励特性研究
2.1 引言
2.2 不平衡激励力分析
2.3 汽流激励力分析
2.4 电磁激励力分析
2.5 简单转子-轴承系统动力学特性研究
2.5.1 不平衡激励动力学特性分析
2.5.2 不平衡激励和汽流激励耦合作用动力学特性分析
2.5.3 不平衡激励和电磁激励耦合作用动力学特性分析
2.6 本章小结
第三章 典型激励作用下汽轮发电机组振动特性分析
3.1 引言
3.2 典型激励作用下小型高速汽轮发电机组振动特性分析
3.2.1 小型高速汽轮发电机组转子模态计算
3.2.2 耦合激励力作用下小型高速汽轮发电机转子振动响应分析
3.3 典型激励作用下大型汽轮发电机组振动特性分析
3.3.1 大型汽轮发电机组转子模态计算
3.3.2 耦合激励力作用下大型汽轮发电机组转子振动响应分析
3.4 本章小结
第四章 舰船动力系统振动噪声分析
4.1 引言
4.2 谐响应分析基本理论
4.3 动力系统组合件建模
4.3.1 小型高速径流式汽轮发电机组模型
4.3.2 大型径轴流混合式汽轮发电机模型
4.3.3 浮筏隔振模型
4.4 动力系统整机建模
4.4.1 分布式小型高速汽轮发电机组动力系统模型
4.4.2 大型汽轮发电机组动力系统模型
4.5 舰船动力系统振动特性分析
4.5.1 分布式小型汽轮发电机组动力系统谐响应分析
4.5.2 大型汽轮发电机组动力系统噪谐响应分析
4.6 分布式小型高速汽轮发电机组减振效果
4.7 本章小结
第五章 分布式小型高速汽轮发电机组布置方案优化设计
5.1 引言
5.2 汽轮机分布位置对浮筏振动特性的影响
5.2.1 竖向对称型方案
5.2.2 竖向紧凑型方案
5.2.3 横向规律型方案
5.3 分布式小型高速汽轮发电机组优化布置方案
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢