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船舶推进轴系回旋振动预测及正向设计
田晨, 左宇骑, 董学信, 李家盛
船舶
2026, 37 (04):
75-83.
DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2026.018
推进轴系是船舶动力传递的核心,其回旋振动特性直接影响航行安全与乘客舒适性。传统的轴系设计依赖有限元数值模拟和多次迭代的试错模式,存在建模复杂、计算耗时多、设计周期长等问题。正向设计与传统迭代试错模式不同,其是一种以目标性能为导向,直接获得满足性能要求的产品关键设计参数的设计方法。为解决上述难题,该文提出一种轴系正向设计方法。首先,基于ANSYS APDL软件建立了典型推进轴系的参数化有限元模型,并通过与文献结果对比验证了有限元模型的计算准确性,在此基础上批量生成包含1 000组设计参数与对应前3阶回旋振动固有频率的数据集。其次,构建了深度神经网络预测模型,实现了从轴系设计参数到回旋振动固有频率的高精度快速预测,测试集决定系数
R
2达0.981,平均误差为1.41%。最后,搭建了预测网络与生成式网络串联的正向设计模型,实现了从目标振动频率到关键设计参数的映射,设计结果的1阶基频误差小于5.5%。结果表明,文中方法准确性较高,且能有效缩短轴系设计周期,有助于船舶推进轴系的智能化和高效设计。
参考文献 |
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