基于有限元水润滑橡胶尾轴承模态的分析及试验的研究

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1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在沦文中作了明确的说明并表示了谢意。．⋯．签名：、啦日期：丝：丛军j学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文

2、的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。．(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：颞；=2屠匆导师(签名)s斗钟期知⋯m70C一胶。橡胶具有优良的减振性能，可以有效地减小尾轴振动，降低轴承噪声辐射，改善尾轴工作环境，缩小舰船被声纳发现距离，提高舰船生存能力。但水润滑橡胶尾轴承在启停机、低速、重载、高温等润滑不良的特殊工况下，容易出现异常振动，并产生鸣音，严重影响到舰船隐蔽性。为深入研究

3、水润滑橡胶尾轴承在特殊工况下的振动问题，还须对水润滑橡胶尾轴承动态特性进行深入探讨。模态分析是动态特性参数识别的主要手段。本文主要是通过模态分析来研究水润滑橡胶尾轴承各种结构形式、不同材料属性对其动态特性的影响规律及水平。文中采用有限元计算软件ANSYS及锤击法分别对水润滑橡胶尾轴承及其内衬、衬套进行有限元模态分析及试验模态分析，并研究了相关参数对水润滑橡胶尾轴承动态特性的影响规律及其水平，取得以下研究成果：(1)水润滑橡胶尾轴承低阶模态主要受到内衬的结构及其材料属性的影响，高阶模态主要受到衬套的结构及其材料属性的影响。(2)水润滑橡胶尾轴

4、承低阶模态受到边界条件的影响较小。(3)内衬材料硬度、厚度、水槽深度，对水润滑橡胶尾轴承低阶固有频率有较大影响。随着硬度的增加、橡胶层厚度或水槽深度的减小，轴承低阶固有频率均会有较明显的增加。长径比、板条数目、板条表面形状及衬套材料对轴承低阶固有频率的影响相对较小。长径比、内衬厚度及水槽深度对轴承模态振型有较大影响。衬套材料、板条数目、板条表面形状及橡胶材料硬度对轴承振型的影响较小。(4)对有限元模态分析进行试验验证。结果表明，有限元分析得到的各阶固有频率的分布范围与试验测试得到的基本一致。另外，水润滑橡胶尾轴承的内衬为橡胶材料，对作用在其

5、上的外界激励具有低通作用，而衬套则对作用在其上的外界激励具有高通作用。关键词：水润滑橡胶尾轴承；有限元法模态分析；试验模态分析’1．国家自然科学基金资助项目‘特殊工况下水下航行器尾轴承鸣音机理及试验研究》，编号：509790842．机械系统与振动国家重点实验室开放基金课题<水下航行器水润滑尾轴承振动与鸣音机理研究》，编号：MSV．20lo．15r一每C√Ⅵ以札erlubncationstemtubebeatingisolleofthemostcriticalcomponents0tshipwhoselinerisgenerallymadeb

6、yrubbermaterials．Rubbermaterialsqualificatiorlsare嬲follows：alleviatingthevibrationofthetailshaft，reducingthenoisesentoutbybearing,improvingtheworkingconditionsoftmlshaft，reducingthedistancethatshipcouldbediscoveredbysonar,enhancingsurvivalabilityofship·ButwheIlmelubricatin

7、gconditionisbad，such勰startorstop，lowspeed，heavyload，Ughtemperature,therubberbearingwillgenerateabnormalvibratlonandsquealwhichwouldseriouslyaffecttheelusiveofship．Inordertoinvestigatethemechanismofthevibrationofwaterlubricationstern劬emerbearinginsomespecialconditions，itisn

8、eededtomakeadeepstudy111thedvnamiccharacteristicofwaterlubricationsterntuberubberbearing·