船舶柴油机轴系扭转振动

第1章 基本理论与计算方法 1

1.1 双质量系统 1

1.1.1 无阻尼自由振动 1

1.1.2 有阻尼自由振动 2

1.1.3 强迫振动 5

1.2 三质量系统 7

1.2.1 自由振动 9

1.2.2 强迫振动 10

1.3 多质量系统自由振动 14

1.3.1 简述 14

1.3.2 特征方程解法 15

1.3.3 Holzer试算法 16

1.3.4 传递矩阵法 21

1.4 多质量系统强迫振动计算 24

1.4.1 简述 24

1.4.2 运动微分方程及其解 24

1.4.3 递推解法 27

1.4.4 传递矩阵法 33

1.4.5 近似解法——能量法，放大系数法 38

第2章 轴系扭转振动计算 42

2.1 当量系统 42

2.1.1 当量转化原则 42

2.1.2 当量转化方法 42

2.2 惯量计算 44

2.2.1 基本公式 44

2.2.2 常用部件惯量 45

2.2.3 柴油机单位汽缸转动惯量 47

2.2.4 螺旋桨惯量 49

2.3 刚度计算 50

2.3.1 基本公式 50

2.3.2 常见部件刚度 51

2.3.3 单位曲柄刚度 51

2.3.4 橡胶联轴器刚度 53

2.3.5 变参数部件刚度 57

2.4 阻尼计算 59

2.4.1 简述 59

2.4.2 轴系主要部件阻尼 60

2.4.3 变参数部件阻尼 62

2.5 激励计算 63

2.5.1 简述 63

2.5.2 汽缸内气体压力产生的激励力矩 64

2.5.3 平均指示压力 74

2.5.4 柴油机运动部件产生的激励及合成简谐系数 76

2.5.5 螺旋桨激励 78

2.5.6 振动允许值 79

2.6 轴系扭振计算书 82

2.6.1 轴系扭振计算书 82

2.6.2 实例 83

第3章 振动预防与消减 106

3.1 基本措施 106

3.1.1 柴油机激励问题考虑 106

3.1.2 调频 107

3.1.3 减振 108

3.1.4 抗振、转速禁区 109

3.2 硅油减振器 109

3.2.1 基本结构 109

3.2.2 减振机理 110

3.2.3 硅油黏度 113

3.2.4 散热面积校核 115

3.3 弹性阻尼减振器 116

3.3.1 型式结构简介 116

3.3.2 减振机理 118

3.3.3 减振器设计步骤 122

3.4 弹性联轴器 124

3.4.1 调频、减振作用 124

3.4.2 缓冲作用 124

3.4.3 双刚度联轴器 127

3.4.4 联轴器选用注意事宜 132

3.5 实船减振例 133

3.5.1 “建华”801轮振动 133

3.5.2 “东方红”34轮振动 134

3.5.3 江峡轮振动 135

第4章 轴系扭振测量 137

4.1 简述 137

4.2 扭振测量仪器 138

4.2.1 角位移测量仪 138

4.2.2 角速度测量仪 141

4.2.3 切应力测量 电阻应变仪 142

4.3 测量方法 143

4.3.1 准备工作 143

4.3.2 测量的基本步骤 144

4.4 测量分析与报告 144

4.4.1 测量分析内容 144

4.4.2 模拟信号振动波形的近似分析 145

4.4.3 数值信号振动波形的简谐分析 149

4.4.4 测量资料整理，测量报告内容 155

4.5 扭振试验台 163

4.5.1 万向联轴器型扭振仪校验台 163

4.5.2 平行滑板式扭振仪校验台 164

4.5.3 扭振电子标定器 167

4.5.4 橡胶联轴器性能试验台 167

第5章 轴系扭振非线性问题 171

5.1 简述 171

5.2 小参数法 172

5.2.1 基本思想 172

5.2.2 小参数法例解——3次方恢复力矩轴系 172

5.2.3 解的讨论 174

5.3 平均法 175

5.3.1 基本思想 175

5.3.2 双刚度联轴器 176

5.3.3 解的讨论 181

5.4 其他近似方法 182

5.4.1 谐波平衡法 182

5.4.2 迭代法简介 183

5.5 三角级数解法 183

5.5.1 周期解一般表达式 183

5.5.2 实例——双刚度联轴器情况 186

5.5.3 实例——3次方弹性恢复力矩情况 192

5.6 具有一个非线性部件的多质量轴系 195

5.6.1 基本方程及其转换 195

5.6.2 例解——双刚度联轴器轴系 199

附录A 雅可比（Jacobi）法简介 203

附录B 全主元高斯消去法 205

编后语 208

参考文献 210