船舶柴油发电机组是以柴油发动机为原动力的一种发电设备，它以柴油为主燃料， 带动电球（即发电机）发电。随着科学技术的发展，柴电机组向着大功率、大扭矩、 轻量化的方向发展，随之而来的是柴油发电机组振动性能的恶化。柴油机发电机组的 振动对其极其不利，会造成机械设备的结构强度破坏、结构噪声等一系列负面影响。

长期以来，人们在各个工程领域进行了大量的研究工作，积累了丰富的经验，探 究出非常多的减小和控制振动的方法。其中，吸振、阻振和隔振是三种最为经典的减 振措施。所谓隔振，就是在振源和设备或其他物体之间用弹性或者阻尼装置进行连接， 使振源产生的大部分能量由隔振装置吸收，以减小振源对设备的干扰[1]。

本论文研究背景是基于某 3000 吨船 9 L21/31 柴电机组的问题反馈：三台发电机 组在行船中，3#机组振动加剧，工作人员检查发现 3#机在操作侧自由端的第一个隔 振器由内而外有高温导致融化开裂的现象（如图 1-1 所示），且隔振器的缓冲限位螺 栓断裂（如图 1-2 所示），1#机振动情况良好。服务人员将 3#机的损坏的隔振器更换 后，开机测试，振动情况无明显改善。初步判断，造成隔振器损坏的原因可能是由于 柴油机发电机组共振导致的，因此针对柴油机发电机组的振动原因进行工作展开。

图 1-1 隔振器橡胶内部烧熔开裂图 图 1-2 隔振器缓冲限位螺栓断裂图

1。2  船舶柴油机隔振技术应用与发展现状

1。2。1  隔振技术研究现状

1。3  船舶柴油机隔振器损坏诊断研究现状

1。3。2  橡胶隔振器损坏的控制措施

1。4  本文的工作内容

单层隔振系统是大型柴油发电机组普遍采用的隔振降噪方式，此方式结构简单、 维护方便且能很好地保证设计要求。本文将 9L21/31 +AMG 0560 柴电机组作为研究 的对象，主要进行了如下工作：

（1）采用多刚体法推导由多隔振器构成的系统动力学方程;

（2）利用 MATLAB 软件编程计算系统的固有特性，并计算在激励力和力矩作用 下的系统强迫振动响应；

（3）通过现场试验，测试出柴油机发电机组的固有特性及强迫振动响应，通过 数据分析，找出机组振动异常原因。

（4）利用 ANSYS 有限元分析软件分析排烟管刚度及附加管路刚度对柴油机特 性的影响，分析柴油发电机组的刚性连接条件，避开共振频率，排除振动异常现象。

第二章 柴电机组隔振计算的基本原理

现代舰船的设计、建造过程中，为了能够降低振源振动的影响、减小对机械设备 的冲击、抑制结构噪声，柴油机装置已越来越多地采用了不同类型的弹性安装支撑。

弹性支撑布置的是否合理直接影响到机械设备的安全运行，因此，根据预选的隔 振设备进行系统的固有频率计算，有利于对系统的隔振性能进行评估。在进行系统隔 振计算时，厂家所给的参数一般都是在局部坐标下的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵， 由于其标准不统一，故计算较为复杂，为了简化计算，需设定一个统一的标准。本文 采用了欧拉角的坐标转换法，把力、力矩以及位移、角位移运用转换矩阵，由各个局 部坐标下的参量转化成在选定坐标下的参量。之后运用多刚体法对系统进行数学建模， 并在整体坐标系下推导系统动力学微分方程，进而在忽略阻尼项的情况下，推导出系 统固有频率和阵型矩阵的求解方程[9]。文献综述

2。1  基于多刚体法的系统坐标变换