【摘 要】
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航行过程中船舶的推进轴系状态可能会发生改变,影响船舶的航行安全。轴系的固有频率与轴系状态息息相关,故运行状态下推进轴系的固有频率可作为轴系状态的监测指标。环境激励下的轴系横向振动固有频率信号强度十分微弱,目前的运行状态下轴系固有频率的识别技术仍不能较好的识别出。因此,研究识别运行状态下船舶横向振动固有频率实现轴系状态监测,进而对船舶航行安全具有重要意义。本文以船舶推进轴系为研究对象,应用杜芬振子、
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航行过程中船舶的推进轴系状态可能会发生改变,影响船舶的航行安全。轴系的固有频率与轴系状态息息相关,故运行状态下推进轴系的固有频率可作为轴系状态的监测指标。环境激励下的轴系横向振动固有频率信号强度十分微弱,目前的运行状态下轴系固有频率的识别技术仍不能较好的识别出。因此,研究识别运行状态下船舶横向振动固有频率实现轴系状态监测,进而对船舶航行安全具有重要意义。本文以船舶推进轴系为研究对象,应用杜芬振子、谐波小波包变换和概率密度函数相结合的方法,从微弱信号中检测、提取和识别固有频率。在此基础之上,通过试验的方法研究轴系不同运行状态和工况下推进轴系横向振动固有频率的变化规律,论文主要研究内容和结果如下:（1）以船舶推进轴系试验台为试验对象,设计模态试验,并进行了试验模态测试,结果表明直线校招状态下船舶轴系前六阶横向振动固有频率分别为:23.8Hz、47.9Hz、75.8Hz、105.7Hz、122.5Hz、151.5Hz。（2）引入杜芬振子、谐波小波包和概率密度的方法,并将三种方法结合,从微弱信号中检测、提取和识别轴系的固有频率。应用此方法分别从船舶推进轴系试验台艉后、艉前和中间轴承座处采集加速度振动信号。结果表明:本文方法可提取出推进轴系的前六阶横向振动固有频率,三处轴承座处提取出的轴系固有频率标准差均在1%之内。（3）在船舶推进轴系试验台上研究了不同校中状态与不同碰磨状态下轴系横向振动固有频率的变化,结果表明:随着艉前轴承标高的增加,轴系逐渐远离直线校中状态的过程中,其固有频率逐渐增加,各阶固有频率信号的幅值逐渐降低;当艉后轴承的碰磨状态由无碰磨逐渐向有碰磨转变,轴系的固有频率逐渐降低,各阶固有频率的幅值逐渐增加。（4）在船舶推进轴系试验台上研究了不同轴系转速与不同轴系加载扭矩下轴系横向振动固有频率的变化,结果表明:当轴系转速从90r/min增加到270r/min的过程中,轴系的固有频率没有明显变化规律,固有频率幅值逐渐增加;当轴系扭矩从0N·m增加到10N·m的过程中,轴系固有频率逐渐增大,轴系固有频率幅值逐渐降低。
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