拖网渔船是渔业船舶的一种代表性主流船型。拖网渔船与普通渔船相比,其航行、作业工况不同,轴系结构复杂,容易造成动力故障。拖网渔船的四大性能指标安全性、舒适性、可靠性和稳定性与船舶动力输出轴系振动特性密切相关,轴系动态特性也是分析预测和实际诊断故障的重要依据。因此,研究拖网渔船轴系振动性能,对拖网渔船整体优化设计以及确保设备正常运行具有重要意义。减小拖网渔船轴系振动的影响,主要通过提高轴系刚度和质量,继而达到减小结构振幅的目标。本文针对拖网渔船轴系振动现象,基于理论分析、仿真计算、试验对比,开展对拖网渔船轴系振动问题以及结构优化方案进行研究。首先,对拖网渔船轴系的横向振动和横纵耦合振动的理论进行分析介绍;接着,通过ANSYS对拖网渔船轴系进行模态仿真计算,在分析结果中把横向振动与横纵耦合振动结果做了对比。从对比结果得出两个结论,一是在横向振动分析中有必要考虑耦合影响因素,二是在第三阶模态时是有必要考虑横纵耦合对轴系整体振动的影响。然后针对该研究主体搭建相应的实验平台,构造一套实验拖网渔船轴系平台,可通过Kistler相应的加速度传感器、数据采集系统、力锤进行轴系固有频率测试实验。把测得的实验数据,通过MATLAB使用改进的希尔波特黄变换(HHT)进行数据处理分析。在数据分析中可得到不同方面的振动信息图,如频谱图、瞬时频率图、相频图等。基于以上有限元算法和实验的结果对比分析,可说明ANSYS模态仿真对于分析这类拖网渔船轴系具有有效性的。接下来,通过ANSYS对拖网渔船轴系进行振动特性分析,然后直接依据仿真结果得出结论。在研究分析中,重点关注了陀螺刚度效应及应力刚化对模态的影响,发现陀螺效应对拖网渔船轴系固有频率的影响存在正进动和反进动,此外不同阶态对轴系刚度影响是不同的。螺旋桨在运作过程中产生的附连水效应通过经验公式等效为外部激励的谐响应分析,得出并不是所有的外部激励对轴系振动都是有破坏性的,很大程度上一定范围的水激励反而对螺旋桨具有减振效果。在轴系振动特性分析基础上,对一些主要参数的影响进行了分析讨论,继而提出了拖网渔船轴系减振措施以及相应的优化方案。主要对尾轴中间段轴径、轴系支座距离、螺旋桨叶片等参数调整,然后通过仿真实验得到最优振动分析结果。通过结构优化,轴系展现出每一阶态下的振幅减小、相对结构刚度增加、对外界的影响因素不是很敏感等特点。通过本文研究,较好改善了拖网渔船轴系的动态性能,使渔船基本达到减振期望,并可为后期此类拖网渔船轴系优化设计以及故障诊断提供理论参考。