考虑艉管后轴承倾斜与船体变形的船舶轴系校中技术研究

发布时间：2020-11-12 12:14

　　 船舶轴系是船舶动力系统的重要组成部分。随着货运船舶向着大型化方向发展,轴系几何尺度及螺旋桨重量日益增加,使得轴承所承受的负荷也随之增大,这就致使轴承在船舶航行期间容易磨损甚至烧毁,另外还可能出现齿轮啮合不良、轴系振动剧烈等多种故障。目前,国内外船厂通常采用合理校中技术来解决上述问题,但是在实际校中过程中,仍然对艉管后轴承倾斜这一影响因素缺少考虑,同时对船体变形的影响也理解不充分,从而导致实际的轴系校中效果与理论校中结果存有较大偏差。对此,本文展开了以下一系列研究,用以提升轴系校中水平。本文研究了轴系校中的合理计算方法。首先,结合轴系校中的现场工艺规程,应用ANSYS建立出轴系校中模型并进行了有限元分析,阐述了轴承影响数原理,并基于线性规划提出了轴承位移的优化调整方法。然后,为了实现轴系合理校中算法的工程应用,本文通过Visual Studio平台进行了基于VB.NET轴系校中软件的二次开发。最后,本文分析了顶举测量法和基于应变片的动态测量法,验证了校中计算结果的可靠性。在此基础上,本文结合艉管后轴承的受力特点,提出了倾斜定义的一般关系式,建立了艉管后轴承设计模型和轴承负荷影响模型,并基于有限元法和传递矩阵法,以实例完成了考虑艉管后轴承倾斜度的轴系校中计算。另外,本文分析了船体变形对轴系弯矩和轴承位移的影响,以此构建了轴系弯矩变化与轴承变位的数学表达式,结合轴承在最大船体变形时的临界位移,以实例完成了考虑船体变形的轴系校中计算。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U664.21
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状与发展趋势
        1.2.1 船舶推进轴系校中方法
        1.2.2 艉管后轴承倾斜对轴系校中的影响
        1.2.3 船体变形对轴系校中的影响
    1.3 本文的主要研究内容
2 船舶推进轴系合理校中计算
    2.1 引言
    2.2 轴系安装工艺规程
    2.3 轴系校中的计算原理
        2.3.1 轴系有限元模型分析
        2.3.2 轴承影响数原理
        2.3.3 轴承位移优化模型
    2.4 轴系校中的软件开发
        2.4.1 轴系建模与计算模块
        2.4.2 轴承垂向位移优化模块
        2.4.3 法兰曲折偏移计算模块
        2.4.4 轴系校中计算书生成模块
    2.5 轴系校中质量检测的方法
        2.5.1 顶举测量法
        2.5.2 基于应变片的动态测量法
        2.5.3 测量与验证
    2.6 本章小结
3 考虑艉管后轴承倾斜的轴系校中计算
    3.1 引言
    3.2 数学模型
        3.2.1 艉管后轴承设计模型
        3.2.2 轴承负荷影响数模型
    3.3 实例计算
        3.3.1 艉管后轴承倾斜计算
        3.3.2 艉管后轴承倾斜的轴系校中计算
    3.4 计算分析
    3.5 本章小结
4 考虑船体变形的轴系校中计算
    4.1 引言
    4.2 轴系变化与船体变形的关联
    4.3 轴系校中对最大船体变形下轴承位移的考虑
        4.3.1 船体变形下轴承位移的数学描述
        4.3.2 最大船体变形下的轴承位移限定
    4.4 实例计算
        4.4.1 弯矩影响数矩阵的构建
        4.4.2 轴系弯矩变化与轴承变位的计算关系
    4.5 计算分析
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

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本文编号：2880735