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船舶推进轴系振动的不确定性分析

摘要:［目的］针对传统的船舶推进轴系确定性振动分析存在安全性与可靠性不足的问题，开展轴系在不

确定性激励下的振动响应分析。［方法］采用基于非概率凸模型过程的非随机振动分析方法，以区间上下

界的形式描述不确定性激励和振动响应，降低对大量激励样本数据的依赖。与相关文献的计算结果对比，验

证所编求解二自由度系统响应边界程序的正确性，并基于在此，探究轴系的不确定振动问题。［结果］当轴

−6

系受到螺旋桨[−30N，30N]的横向激励力激励时，在轴承处产生了量级约为10m的位移响应，表明轴系受

到某一区间的激励，则必会产生某一区间的响应。［结论］将基于非概率凸模型过程的非随机振动分析方

法应用于船舶推进轴系不确定性振动分析领域，可求得轴系受到不确定性激励时的振动位移响应边界，并可

在激励样本较少的情况下为提高轴系系统动态响应预测的稳健性提供有益参考。

关键词：推进轴系；轴系振动；不确定性激励；动态响应边界；非概率凸模型；非随机振动分析

Uncertaintyanalysisofpropulsionshaftingvibration

Abstract:［Objective］Inviewoftheinsufficientsafetyandreliabilityofthetraditionaldeterministicvibra-

tionanalysisofshippropulsionshaftingsystem,thevibrationresponseanalysisoftheshaftingsystemunder

uncertainexcitationconditionsiscarriedout.［Methods］Usingnon-randomvibrationanalysisbasedon

non-probabilisticconvexmodelprocess,theuncertainexcitationandvibrationresponsearedescribedinthe

formoftheupperandlowerboundsoftheintervaltoreducedependenceonalargeamountofexcitation

sampledata.Comparedwiththecalculationresultsintherelevantliterature,thevalidityoftheprogramfor

solvingtheresponseboundofthetwo-degrees-of-freedom(2-DOFs)systemisverified,andtheuncertainvi-

brationproblemoftheshaftingsystemisthenexploredonthisbasis.［Results］Theresultsshowthatwhen

theshaftingsystemisexcitedby[−30N,30N]propellerlaterally,adisplacementresponseofthemagnitude

−6

ofabout10misgeneratedatthebearing.Itisalsoindicatethattheshaftingsystemisexcitedinacertainin-

terval,soacertainintervalresponsemustbeproduced.［Conclusions］Applyingthenon-probabilisticcon-

vexmodelprocessandnon-randomvibrationanalysistothefieldoftheuncertainvibrati