舰船复合材料轴系横向振动特性快速预报及其影响因素研究

来源：振动与冲击杂志2025年第15期北京时间：

作者：朱军超zjc0,,刘乾,董冠华,陈武超,,华宏星

单位：1.江苏科技大学能源与动力学院， 江苏 镇江212100；2.上海交通大学机械与动力工程学院， 上海200240；3.中国舰船研究设计中心， 武汉430060；4.中国船舶集团有限公司第七一一研究所， 上海200240

摘要：碳纤维复合材料传动轴具有重量轻、比刚度大及减振性能强等优势，是舰船传动轴系未来的发展方向，目前其振动计算多基于有限元仿真。文中以某船舶复合材料推进轴系为研究对象，首先基于三维解析模型将复合材料轴均质化，确定其等效弯曲刚度。然后利用传递矩阵法构建了复合材料轴系横向振动模型，并通过有限元法验证了模型的准确性，最后分析了铺层角度、铺层厚度及铺层方式对轴系横向振动的影响。结果表明：复合材料横向振动快速预报模型具有较高精度，并且可以显著缩短计算时长。钢轴-碳纤维轴组合轴系，调整复合材料轴段铺层角度可有效改变碳纤维轴段弯曲刚度，进而调控轴系各阶固有频率及其对应振幅，并且阶次越高，调控效果越明显。但是铺层厚度和铺层方式的影响较为微弱。所得结果对于复合材料轴系横向振动预报快速建模及铺层设计具有一定的指导意义。<br>

关键词：舰船轴系；碳纤维复合材料轴；横向振动；铺层角度；铺层厚度