Tính dao động xoắn hệ trục tàu thủy bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Hệ thống động lực tàu thủy bao gồm máy chính - hệ trục - chân vịt, phát ra năng lượng vận hành và các thiết bị trên tàu, làm việc trong điều kiện tải trọng cao và biến đổi theo thời gian. Từ đó sinh ra dao động dọc, dao động ngang và dao động xoắn. Trong đó dao động xoắn là nguy hiểm nhất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính dao động xoắn hệ trục tàu thủy bằng phương pháp phần tử hữu hạn http://kimcokynhan.wordpress.com TÍNH DAO ĐỘNG XOẮN HỆ TRỤC TÀU THỦY BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN CALCULATE TORSIONAL VIBRATION OF MARINE PROPULSION SYSTEM BY FINITE ELEMENT METHOD Ts. Lê Đình Tuân*, Ks. Nguyễn Trí Dũng†, Ths. Nguyễn Anh Quâna Khoa Kỹ thuật Giao thông, Đại học Bách khoa Tp.HCM, Việt Nam (a) C.ty tư vấn Tân Bách Khoa – TT ứng dụng công nghệ xây dựng REATEC, TP.HCM-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- TÓM TẮT Hệ thống động lực tàu thuỷ bao gồm máy chính – hệ trục – chân vịt, phát ra năng lượng vậnhành tàu và các thiết bị trên tàu, làm việc trong điều kiện tải trọng cao và biến đổi theo thời gian. Từđó sinh ra dao động dọc, dao động ngang và dao động xoắn. Trong đó dao động xoắn là nguy hiểmnhất. Các dao động này làm hư hỏng các chi tiết trong hệ trục thậm chí gãy trục, rung động tàu và gâythiệt hại về kinh tế trong đóng mới và vận tải. Bảng tính dao động xoắn là yêu cầu bắt buộc của các cơquan đăng kiểm. Tại Việt Nam, các bảng tính thường được mua từ nước ngoài hoặc được thực hiệnbằng phương pháp giải tích. Phương pháp giải tích bị hạn chế về số bậc tự do và sử dụng nhiều côngthức kinh nghiệm. Do đó, việc xây dựng chương trình tính toán dao động hệ trục tàu thủy bằngphương pháp phần tử hữu hạn cho các công ty thiết kế và đóng mới tại Việt Nam nhằm tránh các nguyhiểm nêu trên, giảm bớt chi phí mua thiết kế từ nước ngoài và dần làm chủ được các công việc thiết kếtàu là một nhu cầu cấp bách góp phần phát triển ngành công nghiệp đóng tàu của Việt Nam. Từ khóa: dao động xoắn, dao động hệ trục tàu thủy, rung động tàu ABSTRACT Marine propulsion system, including main machinery – shaft – propeller, creating power tooperate the ship and equipments, works in high and variable load. Therefore, the lateral, axial andtorsional vibrations occur. Among of them, torsional vibration is the most dangerous. That these kindsof vibration can result in damage to components in the shafting system, even fracture of shafts, causeship vibration and make economic harm in ship building and transportation. Torsional vibrationcalculations are asked obligingly by registers. In Vietnam, the calculations are often bought fromforeign countries or carried out by analysis method. This method has restriction of degree of freedomand uses many experimental formulars. Thus, establishing a calculating torsional vibration program ofmarine propulsion system by finite element method for design and shipbuilding companies to avoidabove damage, reduce cost of buying foreign designs and master the design works is necessaryrequirement to contribute to development of Vietnam shipbuilding industry. Keywords: torsional vibration, vibration of marine propulsion system, ship vibration* E-mail liên lạc: Tuan-Ledinh@hcmut.edu.vn† Dung-nguyentri@hcmut.edu.vn1. GIỚI THIỆU HỆ TRỤC TÀU THUỶ tính năng của từng loại tàu mà tàu có thể có một hoặc nhiều đường trục.Hệ trục tàu thuỷ có nhiệm vụ truyền mômen Hệ trục làm việc trong điều kiện rất phức tạp,xoắn từ động cơ đến chân vịt tàu thuỷ và nhận một đầu hệ trục nối liền với máy chính, chịulực đẩy từ chân vịt truyền lại cho vỏ tàu làm tác động trực tiếp của momen xoắn từ máycho tàu tiến hoặc lùi. Hệ trục tàu thuỷ gồm chính, đầu kia mang chân vịt, chịu tác độngnhiều đoạn trục nối liền nhau và được đặt trên trực tiếp momen cản của chân vịt trong nước.một đường thẳng. Tùy thuộc vào công dụng và Ngoài ra hệ trục còn chịu tác động bởi lực đẩy 1 http://kimcokynhan.wordpress.com http://kimcokynhan.wordpress.comcủa chân vịt, chịu tác dụng của trọng lượng gồm xung lực do sự cháy khí thể trong cácbản thân trục…Vì vậy việc xác định chế độ xylanh động cơ, momen do lực quán tính tịnhlàm việc tối ưu của trục là việc làm quan trọng tiến của cơ cấu piston-thanh truyền, momentvà cần thiết . tác động lên chân vịt. Tốc độ chạy tàu gần với tốc độ cộng hưởng làm cho ứng suất trên trục ...