在本世纪的前 20 年，柴油机发展的速度很快，随之产生的柴油机配套设施也越 来越多样。现在大型船舶所采用的柴油机大多为中低速柴油机，以增加行程，而为了 缩减成本，减少维修用度，陆续的开始使用缸数少的动力机。但因为单缸的动机机缸 数太少，那么它的输出扭矩会变得不稳定，更加容易引起动力机械出现问题。对于船 舶动力机来讲,轴系产生的扭转振动会引起各个轴段产生缝隙或者折断，也会引起齿 轮的磨损。在柴油机运转过程中引起的严重事故造成了很大的损失，人们逐渐开始正 式并对其研究，由于最初的计算比较复杂，人们也在寻找一种相对简便的计算方法， 只要能近似的计算出结果就可以。最后，对于轴系的自由振动频率和临界转速的计算 方面研究出了一套系统的方法。但是，随着技术的逐渐进步，柴油机的型式也产生了 很大的变化，随之的一系列问题也很多，在轴系扭转振动计算和研究上仍然有许多的 问题亟待解决。这也在一方面促使了研究的进步[2]。

1。2 轴系扭转振动计算方法简介

1。2。1 霍尔茨法简介

霍尔茨法和在它的基础上研究和延伸出的传递矩阵法都是类似于试凑的范畴。都 需要先假定一个初始的频率，然后将假定的频率带入计算，通过多次计算试出固有频 率。

在船舶轴系中，质量块的个数多为 10 个左右 ,但有些系统十分复杂，它们的质 量块数目甚至可以达到 30 个上下。对于这样复杂的系统，对于它的扭振计算可以有 多种方法。霍尔茨法是较为常用的一种方法。它通过一个频率计算，然后逐渐接近固 有频率。霍尔茨法在计算的时候，不仅可以计算出系统的固有频率，还可以计算出质 量块的振幅和它们的弹性力矩。因此目前霍尔茨法常被人们用来进行计算[3]。

1。2。2 对强迫振动计算方法的介绍

强迫振动时指船舶的轴在外力作用下产生的振动。进行强迫振动主要是计算轴段 的扭转振动振幅和它的应力。

船舶动力机的轴系由于有多个轴段，因此它属于多质量系统的范畴，那么就要求 解常微分方程组来进行它的强迫振动计算。但解法很复杂，并且使用数据来进行计算 的话，那么它的计算过程也会很麻烦而且冗长。由于用能量法来计算比较简便，因此 大多被工程计算中采用。能量法就是按照能量守恒的思想，假设在共振的过程内,外 力作用于系统的能量,完全消耗，被系统中的阻尼所抵消。如果使用能量法来计算这 样的系统，求出它的共振产生的幅值。需要假设三个条件：论文网

（1）在共振过程中，共振系统的工作状况趋于安稳。干扰力作用于该系统的能 量和系统中阻尼消耗的功是相等的（阻尼功=Wc）；

（2）在共振的过程中，当简谐次数和系统的自由振动固有频率不相等的情况下 引起的共振幅度比相等情况下所引起的共振幅度要小很多。所以在计算过程中，可以 不用考虑其他谐次的干扰力矩的作用。

（3）强迫振动共振过程时，对系统造成干扰的力矩的振动频率与系统自身进行 自由振动时的振型类似。各个质量集中点的振幅成比例。

很明显，对于（2）、（3）两点的假设，在实际操作过程中并不能实现。因为系 统内部有阻尼，那么系统的共振频率会发生偏移。并且还使得在干扰工作状况下，各 个质量的振幅与原本相比相位不同相位之间有偏差。在非共振情况下，力矩也对系统 的振型有很大影响。所以，使用能量法进行计算，只能得到近似的结果。而今，在工 程中也经常采取动力放大系数法。它和能量法异曲同工。从本质上来讲，两种方法没 有多少区别。