1、船舶動力裝置是各種能量產生、傳遞、消耗的全部機械設備及系統(tǒng)的有機組合體，其主要任務是為船舶提供各種能量，為船舶的正常航行、作業(yè)、戰(zhàn)斗和其他需要提供推進動力和二次能源，視為船舶的“心臟”。近年來，大型、超大型船舶數量占世界遠洋船舶總量的比例越來越大，船舶發(fā)展的大型化既是各國海洋運輸經濟發(fā)展的迫切需要，也是前沿的船舶基礎理論和先進的船舶建造技術支持的產物。大型船舶推進軸系狀態(tài)監(jiān)測理論與方法研究是目前尚未完全攻克的難題之一，對船舶安全航行有一

2、定的理論指導意義與實用價值。通過對大型船舶推進軸系功率能流分布特性的研究，實時掌握船舶推進軸系能流動態(tài)分布特性、功率流傳遞等技術狀態(tài)信息，揭示船舶推進系統(tǒng)動力學特性，與經典的振動分析、油液分析理論等方法手段相比，基于功率流的方法更易于解釋能量的分布與傳輸機理。
　　本文以大型船舶推進軸系為研究對象，主要研究工作如下：
　?。?）對船舶軸系運行特性及其影響因素進行了分析。分析總結了船舶推進軸系螺旋槳激振力公式、柴油機激振力經驗

3、公式和理論計算方法，分析了激振力對推進軸系的影響。以8530TEU集裝箱船推進軸系為研究對象，給出了其在額定轉速下螺旋槳旋轉一周各方向螺旋槳軸承力的變化特性值。研究了船舶推進軸系各個軸承垂直位移的影響因素。指出，軸系慣性載荷、軸系初始校中、螺旋槳激振力、受波浪載荷作用下船體的變形等均會導致不同程度的軸系各軸承的強制位移。研究了軸承油膜的剛度、阻尼、油膜力、軸承油膜等效軸承位移等動力學特性。
　?。?）提出了大型船舶推進軸系在縱向振

4、動、扭轉振動、回旋振動及耦合振動下基于功率流理論的軸系能流分布的計算方法。根據功率流理論，分別給出了典型桿件在拉壓、扭轉和彎曲作用下的動力學方程、本構方程、位移-應變關系、位移-速度關系、邊界條件等，推導了能流密度矢量關系式、能流位關系式與能量方程。結合鍵合圖理論，建立了8530TEU集裝箱船推進軸系的鍵合圖模型?；谏鲜隼碚摚茖Я瞬煌吔鐥l件下軸系在縱向振動、扭轉振動、回旋振動和耦合振動下的功率流計算公式。
　?。?）建立了軸

5、系在“船體-軸承-油膜-軸”耦合下的非線性簡化物理模型及線性簡化物理模型，分別推導了“船體-軸承-油膜-軸”耦合控制方程，并對該耦合模型的功率流傳遞特性進行了分析。
　?。?）利用有限元方法建立了8530TEU集裝箱船軸系的有限元模型。基于有限元方法，以8530TEU集裝箱船推進軸系為例，研究了軸系在慣性載荷、螺旋槳激振力、軸承合理校中等條件下的軸系垂直位移分布、轉矩分布、應力應變分布、應變能分布等能流分布特性及規(guī)律。
　　

6、（5）開發(fā)了一種基于磁耦合共振技術的非接觸式無線感應供電裝置，以實現軸系監(jiān)測裝置對能量信號的不停機連續(xù)在線監(jiān)測，從而獲得在船舶推進軸系性能綜合試驗平臺上及在實船測試中的數據可靠采集，提高船舶推進軸系性能參數測試方法的精度。在船舶推進軸系性能試驗平臺上對無線感應供電裝置、軸系軸功率進行了測試。同時，在某船柴油機飛輪端軸系扭振、縱振進行了測試并對測試數據進行了分析。
　　綜上，本文結合功率流理論，對船舶推進軸系的運行特性和動力響應進行