确保动力从主发动机传输至螺旋桨,是船舶推进系统设计的重要任务,因此必须充分评估推进轴系的振动特性。推进轴系振动包括扭转、纵向、横向和耦合振动,这些振动对推进轴系的性能将产生不利影响。横向振动对轴系的影响显着,将导致轴系产生弯曲和扭曲,容易导致螺旋桨周围流体发生非均匀流动,同时引起轴系工作失衡。对于不同类型的船只,推进轴系的工作条件是不同的。拖网渔船推进轴系的工作环境相当复杂。沿海地区对拖网渔船的需求日益增加,对提高其性能的需求也随之增长。由于拖网位于渔船的尾部,容易引起不稳定和波动,特别容易引发推进系统的振动。因此随着对拖网渔船性能要求的不断提高,需要对拖网渔船的振动特性进行进一步的研究。推进轴系振动对拖网渔船整体性能的影响十分突出,可以说是拖网渔船整体性能的关键。在结构设计的各个阶段,采用有限元法进行振动分析已成为一种标准方法。采用有限元法进行结构设计,能够对结构可能出现的问题,在结构建造之前,就进行分析和补救。了解结构的固有频率、振型和最大变形,是确定危险区域及其受影响区域并防止结构破坏的关键。因此,本研究的目的是在对拖网渔船结构建模的基础上,分析拖网渔船的运行工况和振动特性,优化推进轴系的设计参数,减少振动,为拖网渔船的安全高效运行提供设计依据。本文对31.8m和35.5m拖网渔船的推进轴系进行了分析。实验采用的是31.8米拖网渔船的推进轴系。拖网渔船的船体和螺旋桨轴模型是在SolidWorks中按尺寸创建的,并使用ANSYS模拟和实验测试进行分析。为了进行实验测试,建立了正确的设置,并进行了多次实验以获得模态参数分析所需的数据。利用MATLAB对测得的数据进行了进一步的FFT分析,得到幅度和相位的频谱图。在ANSYS仿真中,对模态参数进行了分析,并对结果进行了比较。采用ANSYS Workbench进一步分析了35.5m拖网渔船的推进轴系。利用坎贝尔图分析了转速对模态参数和临界转速的影响。采用谐波分析方法分析了脉动水动力对螺旋桨的作用,分析了系统产生共振时的振幅峰值。对ANSYS Workbench和MATLAB的模态参数结果进行了比较分析。在推进轴系与船体的装配过程中,连接方式具有重要的影响。分析了船体和推进轴系组合结构的振动特性。最后,在上述分析的基础上,进一步研究了一些关键参数对结构振动特性的影响,并根据优化方案对这些关键参数进行了调整,以达到结构减振的效果。在理论分析、模拟计算和实验对比的基础上,对拖网渔船传动轴的振动特性进行了分析和优化。基于ANSYS的建模和实验测试结果的分析和比较,以及ANSYS Workbench和MATLAB的结果,我们可以看到ANSYS Workbench在这种拖网渔船推进轴系的分析中是有效的。通过分析流体动力学力施加后的变形行为和峰值振幅,可以获得将发生共振时的结构固有频率,在操作过程中应该避免共振。从船体与推进轴系的连接情况可以看出,零摩擦系数条件是不可能实现的。此外,当考虑船体与推进轴系相连时,系统的固有频率变得更低。通过分析,确定了影响振动最严重的区域。通过调整结构参数,对拖网渔船推进轴系的设计进行了优化,以达到降低结构振动的目的。