万箱集装箱船螺旋桨轻量化设计

发布时间：2021-08-12 21:40

　　为了减轻螺旋桨重量,控制生产成本,从材料对强度影响的角度进行桨的轻量化设计。研究了船级社规范中材料性能与强度的关系,以及不同性能铜合金对螺旋桨设计重量和水动力性能的影响。采用CFD和有限元相结合的单向流固耦合法对不同性能铜合金桨叶的应力-应变进行比较分析。结果表明,常用的船级社规范的桨叶强度校核对同一种材料不同性能的差异考虑较少,因此其对桨叶设计质量影响较小,但桨毂设计在压容量计算中计入了材料屈服强度的影响,尺寸可进行较大优化设计,减重收益可观。同时铜合金性能的提高,亦能够提高桨叶的安全系数,进一步提高了万箱集装箱船螺旋桨的强度安全性能。 

【文章来源】：中国造船. 2020,61(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

在结构静力分析模块中加载的590/245材料桨实尺度桨叶表面压力

将桨叶实体几何模型导入结构静力分析模块中进行网格划分。采用软件自带的网格划分模块进行自适应网格划分[20]。网格类型为几何适应性良好的四面体网格，网格尺寸为0.01D,3只桨的四面体单元数均在18万左右，节点数在32万左右，如图5所示。螺旋桨上的离心力用计入转速的方法来考虑，并对桨毂施加固定约束。4.3 应力和应变计算

图6～图8所示为计算得到的3种材料的桨的应力分布。最大应力均发生在0.6R靠近随边处，大小分别为50.22 MPa、51.82 MPa、52.65 MPa，远小于相应的材料屈服强度245 MPa、260 MPa、270 MPa。图9所示为3种材料的桨叶变形，最大变形分别为21.1 mm、22.3 mm、22.8 mm，均出现在桨叶梢部，反映了近似悬臂梁的桨叶变形特征。主要计算结果列于表6。图7 630/260材料桨叶应力分布

【参考文献】：
期刊论文
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[9]易变形船舶螺旋桨流固耦合特性分析[J]. 张帅,朱锡,周振龙,侯海量.  海军工程大学学报. 2014(01)
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本文编号：3339123