(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111454013.2 (22)申请日 2021.12.01 (71)申请人 中国船舶科 学研究中心 地址 214082 江苏省无锡市滨湖区山水东 路222号 (72)发明人 刘文章　殷学文　 (74)专利代理 机构 无锡华源专利商标事务所 (普通合伙) 32228 代理人 过顾佳 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种轮缘推进系统动态传递力的计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种轮缘推进系统动态传递 力的计算方法， 涉及船舶减振降噪技术领域， 该 方法包括： 确定轮缘推进系统中由轮缘电机至主 船体的力传递路径上的各个结构部件的设计参 数； 根据各个结构部件的设计参数计算轮缘推进 系统的位移阻抗参数； 根据轮缘推进系统的位移 阻抗参数计算得到激励力沿着力传递路径传递 时产生的放大系数和相位差； 把放大系数和相位 差结合到轮缘电机产生的激励力中， 得到轮缘推 进系统动态传递力。 本发明方法突破了传统组合 建模数值分析技术的局限性， 在分析获取轮缘推 进系统各个结构部件的设计参数后即可根据本 方法步骤进行计算而获取到轮缘推进系统动态 传递力数值， 省时省力， 节约计算成本 。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 113971317 A 2022.01.25 CN 113971317 A 1.一种轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 所述轮缘推进系统动态传 递力的计算方法包括： 确定所述轮缘推进系统中由轮缘电机至主船体的力传递路径上的各个结构部件的设 计参数； 根据各个结构部件的设计参数计算所述轮缘推进系统的位移阻抗 参数； 根据所述轮缘推进系统的位移阻抗参数计算得到激励力沿着所述力传递路径传递时 产生的放大系数和相位差； 把所述放大系数和所述相位差结合到所述轮缘电机产生的激励力中， 得到所述轮缘推 进系统动态传递力， 所述轮缘推进系统动态传递力为所述轮缘电机产生的激励力沿着所述 力传递路径传递并作用在所述主 船体上的动载荷， 所述轮缘推进系统动态传递力计算公式 如下所示： F＝β Pei(ωt+θ )； 其中F为所述轮缘推进系统动态传递力， P为激励力的幅值， ω为激励力的角频率， t为 时间， i为虚数单位， e为自然对数的底数， β 为所述 放大系数， θ 为所述相位差 。 2.根据权利要求1所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 在所述轮 缘推进系统中， 电机组件通过传动组件安装至主船体， 所述电机组件包括轮缘电机及其集 成桨叶以及推力轴承， 所述传动组件包括导管及多联结构， 每个所述结构部件的设计参数 至少包括所述结构部件的刚度k、 所述结构部件的质量m和所述结构部件的阻尼系数c 。 3.根据权利要求2所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 对于所述 轮缘推进系统中的电机组件， 所述电机组件包括轮缘电机及其集成桨叶以及推力轴承， 确 定所述电机组件的设计参数包括： 获取所述轮缘电机及其 集成桨叶的集中总质量并作为所述电机组件的质量m1； 获取所述推力轴承弹性支撑的阻尼比ξz、 推力轴承弹性支撑的安装频率fz和推力轴承 弹性支撑的额定载荷Pz； 根据所述推力轴承弹性支撑的安装频率fz和所述推力轴承弹性支撑的额定载荷Pz计算 得到所述推力轴承弹性支撑的动刚度作为电机组件的刚度k1； 根据所述推力轴承弹性支撑的安装频率fz、 所述推力轴承弹性支撑的额定载荷Pz和所 述推力轴承弹性支撑 的阻尼比ξz计算得到所述推力轴承弹性支撑的阻尼系数作为电机组 件的阻尼系数c1。 4.根据权利要求3所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 所述推力 轴承弹性支撑的动刚度 所述推力轴承弹性支撑的阻尼系数c1为c1＝0.4 πPzfzξz。 5.根据权利要求2所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 对于所述 轮缘推进系统中的传动组件， 所述传动组件包括导管及多联结构， 确定所述传动组件的设 计参数包括： 获取所述导管及多联 结构的等效刚度并作为所述传动组件的刚度k2； 获取所述导管及多联结构的一阶纵向振动固有频率fm2、 所述导管及多联结构所用材料 的相对阻尼系数ξm2； 根据所述导管及多联结构的等效刚度k2和所述导管及多联结构的一阶纵向振动固有频权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113971317 A 2率fm2计算得到所述 导管及多联 结构的等效质量作为所述传动组件的质量m2； 根据所述导管及多联结构的一阶纵向振动固有频率fm2、 所述导管及多联结构的等效质 量m2和所述导管及多联结构所用材料的相 对阻尼系数ξm2计算得到所述导管及多联结构的 阻尼系数作为所述传动组件的阻尼系数c2。 6.根据权利要求5所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 所述导管 及多联结构的等效质量m2为 所述导管及多联结构的阻尼系数c2为c2＝4π m2fm2ξm2。 7.根据权利要求2所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 对于所述 轮缘推进系统中的主船体， 确定所述主船体的设计参数包括： 获取所述主船体的等效刚度并作为所述主船体的刚度k3； 获取所述主船体的一阶纵向振动固有频率fm3、 所述主船体所用材料的相对阻尼系数 ξm3； 根据所述主船体的等效刚度k3和所述主船体的一阶纵向振动 固有频率fm3计算得到所 述主船体的等效质量作为所述主船体的质量m3； 根据所述主船体的一阶纵向振动固有频率fm3、 所述主船体的等效质量m3和所述主船体 所用材料的相对阻尼系数ξm3计算得到所述主船体的阻尼系数作为所述主船体的阻尼系数 c3。 8.根据权利要求7所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 所述主船 体的等效质量m3为 所述主船体的阻尼系数c3为c3＝4 π m3fm3ξm3。 9.根据权利要求2所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 所述放大 系数和所述相位差由下式计算得到： 其中， C1、 C2、 C3、 C4是由根据各个结构部件的刚度k、 质量m和阻尼系数c计算得到的位 移阻抗参数。 10.根据权利要求9所述的轮缘推进系统动态传递力的计算方法， 其特征在于， 所述位 移阻抗参数的计算方法包括： C1＝A1B1‑ωc1B2‑k1B3+ωc1B4； C2＝A1B2+ωc1B1‑k1B4‑ωc1B3； C3＝(k1k2‑ω2c1c2)(k3‑ω2m3)‑(ω2k1c2c3+ω2k2c1c3)； C4＝ωc3(k1k2‑ω2c1c2)+(ωk1c2+ωk2c1)(k3‑ω2m3)； 式中参数如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113971317 A 3