船舶碰撞过程中轴系损伤机理研究
发布时间：2022-07-15 15:22
本文采用实船数据进行船舶碰撞过程中的轴系运动仿真模型和数值模拟建立,在基于轴系与油膜之间的互激耦合振动的特性下,运用MATLAB数值模拟和ANSYS有限元仿真对碰撞过程的轴系运动的稳定性、碰撞过程中被撞船舶所受到的冲击力对轴系运动特性造成的影响以及碰撞后的船轴—异常耦合运动进行分析,用以探究船舶碰撞过程中轴系损伤机理,以期望绘制出不同船舶碰撞过程中操船转速图谱,指导船舶碰撞后如何继续的安全续航,经数据的分析和研究,得出结论:1、船舶的碰撞会造成大量的能量变化以及船舶的结构塑性变化,这些复杂的能量变化会影响推进轴系运动稳定性,从而造成轴系支撑刚度以及固有频率的改变。因此在船舶碰撞过程发生后,应当相应的对推进轴系加以关注,并对其进行相应的专业保护。2、船舶在发生碰撞时产生的力不仅会对船体的外壳结构造成撕裂损伤,而且还会将外力传递给推进轴系从而造成轴系异常振动和磨损。因为船舶初速度、船舶碰撞的位置以及船舶碰撞过程中的轴系转速各不相同,所以船舶在碰撞时产生的冲击力对推进轴系的运动影响也不相同,且这些冲击力还会造成船轴的耦合运动,对船舶造成二次的损伤。因此,在船舶碰撞事故后了为保证最大程度减小对...
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 船舶碰撞推进系统的研究现状
1.2.1 碰撞船舶的研究现状
1.2.2 船舶推进轴系的研究现状
1.2.3 碰撞船舶推进系统的相关研究方法
1.3 本文的主要研究工作
1.4 本章小结
第二章 船舶碰撞过程中轴系的影响分析与理论研究
2.1 碰撞船舶的结构刚度研究
2.2 冲击载荷对推进轴系的影响分析
2.2.1 直接冲击载荷对推进轴系的影响分析
2.2.2 力传递对推进轴系的影响分析
2.3 冲击响应计算方法
2.3.1 模态叠加法
2.3.2 冲击响应的谱分析方法
2.4 有限元分析
2.5 本章小结
第三章 船舶碰撞过程中轴系运动稳定特性研究
3.1 损伤船体轴系模拟构建和分析
3.2 可变支撑刚度的对尾轴运动特性的影响研究
3.3 力冲击对轴系的影响
3.4 实船数值模拟
3.5 本章小结
第四章 碰撞船舶推进系统仿真建模及分析
4.1 船舶建模
4.1.1 船体建模
4.1.2 轴系建模
4.1.3 撞击船建模
4.1.4 船舶附连水质量计算
4.2 设计碰撞方案
4.2.1 碰撞参数设定
4.2.2 船舶碰撞位置设定
4.2.3 碰撞转速设定
4.2.4 船舶碰撞时间设定
4.2.5 碰撞模型网格划分
4.3 船舶碰撞能量分析
4.4 船舶碰撞轴系影响研究
4.4.1 碰撞过程中的应力分析
4.4.2 碰撞过程中的轴系振幅分析
4.5 本章小结
第五章 轴系安全运行仿真模拟和图谱分析
5.1 仿真轴系试验验证与分析
5.2 船舶碰撞位置分析
5.3 船轴耦合振动分析
5.4 船舶发生碰撞过程中时的安全图绘制
5.4.1 碰撞过程中轴系转速的影响分析
5.4.2 碰撞过程中推进轴系安全图谱绘制与分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]轴-艇耦合系统的力传递特性分析[J]. 武星宇,纪刚,周其斗,仪修阳. 舰船科学技术. 2017(13)
[2]2016年交通运输行业发展统计公报[J]. 交通财会. 2017(05)
[3]基于船舶艉轴—油膜—艉部结构系统的碰撞载荷响应研究[J]. 董良雄,杨意,高军凯,龚雅萍. 中国舰船研究. 2017(01)
[4]船舶艉部结构对尾轴振动特性影响研究[J]. 董良雄,张涛,温小飞,袁强,龚雅萍. 船舶工程. 2016(10)
[5]船体梁刚度对波激振动影响的比较研究[J]. 汪雪良,顾学康,胡嘉骏. 中国舰船研究. 2016(05)
[6]支撑参数对船舶轴系-轴承-基座系统振动特性影响研究[J]. 李全超,俞强,刘伟. 舰船科学技术. 2016(11)
[7]考虑油膜力作用的滑动轴承冲击响应特性试验研究[J]. 冯麟涵,汪玉,计晨. 机械强度. 2016(02)
[8]冰载荷冲击下的船舶推进轴系瞬态扭转振动响应分析[J]. 杨红军,车驰东,张维竞,仇挺. 船舶力学. 2015(Z1)
[9]Experimental and Numerical Study on Vibration of the Full-Revolving Propulsion Ship Stern[J]. 刘长卿,车驰东,沈小寒. China Ocean Engineering. 2015(01)
[10]提高轴系扭振信号时频转换精度的方法[J]. 郭宜斌,李玩幽,蔡鹏飞,卢熙群,吕秉琳. 哈尔滨工程大学学报. 2014(09)
硕士论文
[1]双壳油船碰撞损伤机理分析及图谱绘制[D]. 张怀跃.浙江海洋大学 2016
[2]碰撞损伤船舶极限强度非线性有限元分析方法研究[D]. 马俊.大连理工大学 2016
[3]水下爆炸冲击对船舶尾轴架轴承响应特性的影响[D]. 赵志荣.武汉理工大学 2013
[4]滑动轴承油膜厚度对转子稳定性和振动的影响[D]. 林圣强.东北电力大学 2013
[5]基于参数化的船舶轴系校中与抗冲击特性研究[D]. 杨丹.华中科技大学 2013
[6]全船有限元强度分析及船舶碰撞仿真[D]. 侯建.大连理工大学 2012
[7]基于参数化的船舶轴系强度及扭振特性研究[D]. 刘振勇.华中科技大学 2012
[8]搁浅船舶危险度定量研究[D]. 于鹏.大连海事大学 2011
[9]船舶轴系扭振特性与应力工程预报研究[D]. 于招阳.上海交通大学 2011
[10]碰撞载荷作用下船舶舷侧结构抗冲击性能研究[D]. 杨树涛.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3662308
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 船舶碰撞推进系统的研究现状
1.2.1 碰撞船舶的研究现状
1.2.2 船舶推进轴系的研究现状
1.2.3 碰撞船舶推进系统的相关研究方法
1.3 本文的主要研究工作
1.4 本章小结
第二章 船舶碰撞过程中轴系的影响分析与理论研究
2.1 碰撞船舶的结构刚度研究
2.2 冲击载荷对推进轴系的影响分析
2.2.1 直接冲击载荷对推进轴系的影响分析
2.2.2 力传递对推进轴系的影响分析
2.3 冲击响应计算方法
2.3.1 模态叠加法
2.3.2 冲击响应的谱分析方法
2.4 有限元分析
2.5 本章小结
第三章 船舶碰撞过程中轴系运动稳定特性研究
3.1 损伤船体轴系模拟构建和分析
3.2 可变支撑刚度的对尾轴运动特性的影响研究
3.3 力冲击对轴系的影响
3.4 实船数值模拟
3.5 本章小结
第四章 碰撞船舶推进系统仿真建模及分析
4.1 船舶建模
4.1.1 船体建模
4.1.2 轴系建模
4.1.3 撞击船建模
4.1.4 船舶附连水质量计算
4.2 设计碰撞方案
4.2.1 碰撞参数设定
4.2.2 船舶碰撞位置设定
4.2.3 碰撞转速设定
4.2.4 船舶碰撞时间设定
4.2.5 碰撞模型网格划分
4.3 船舶碰撞能量分析
4.4 船舶碰撞轴系影响研究
4.4.1 碰撞过程中的应力分析
4.4.2 碰撞过程中的轴系振幅分析
4.5 本章小结
第五章 轴系安全运行仿真模拟和图谱分析
5.1 仿真轴系试验验证与分析
5.2 船舶碰撞位置分析
5.3 船轴耦合振动分析
5.4 船舶发生碰撞过程中时的安全图绘制
5.4.1 碰撞过程中轴系转速的影响分析
5.4.2 碰撞过程中推进轴系安全图谱绘制与分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]轴-艇耦合系统的力传递特性分析[J]. 武星宇,纪刚,周其斗,仪修阳. 舰船科学技术. 2017(13)
[2]2016年交通运输行业发展统计公报[J]. 交通财会. 2017(05)
[3]基于船舶艉轴—油膜—艉部结构系统的碰撞载荷响应研究[J]. 董良雄,杨意,高军凯,龚雅萍. 中国舰船研究. 2017(01)
[4]船舶艉部结构对尾轴振动特性影响研究[J]. 董良雄,张涛,温小飞,袁强,龚雅萍. 船舶工程. 2016(10)
[5]船体梁刚度对波激振动影响的比较研究[J]. 汪雪良,顾学康,胡嘉骏. 中国舰船研究. 2016(05)
[6]支撑参数对船舶轴系-轴承-基座系统振动特性影响研究[J]. 李全超,俞强,刘伟. 舰船科学技术. 2016(11)
[7]考虑油膜力作用的滑动轴承冲击响应特性试验研究[J]. 冯麟涵,汪玉,计晨. 机械强度. 2016(02)
[8]冰载荷冲击下的船舶推进轴系瞬态扭转振动响应分析[J]. 杨红军,车驰东,张维竞,仇挺. 船舶力学. 2015(Z1)
[9]Experimental and Numerical Study on Vibration of the Full-Revolving Propulsion Ship Stern[J]. 刘长卿,车驰东,沈小寒. China Ocean Engineering. 2015(01)
[10]提高轴系扭振信号时频转换精度的方法[J]. 郭宜斌,李玩幽,蔡鹏飞,卢熙群,吕秉琳. 哈尔滨工程大学学报. 2014(09)
硕士论文
[1]双壳油船碰撞损伤机理分析及图谱绘制[D]. 张怀跃.浙江海洋大学 2016
[2]碰撞损伤船舶极限强度非线性有限元分析方法研究[D]. 马俊.大连理工大学 2016
[3]水下爆炸冲击对船舶尾轴架轴承响应特性的影响[D]. 赵志荣.武汉理工大学 2013
[4]滑动轴承油膜厚度对转子稳定性和振动的影响[D]. 林圣强.东北电力大学 2013
[5]基于参数化的船舶轴系校中与抗冲击特性研究[D]. 杨丹.华中科技大学 2013
[6]全船有限元强度分析及船舶碰撞仿真[D]. 侯建.大连理工大学 2012
[7]基于参数化的船舶轴系强度及扭振特性研究[D]. 刘振勇.华中科技大学 2012
[8]搁浅船舶危险度定量研究[D]. 于鹏.大连海事大学 2011
[9]船舶轴系扭振特性与应力工程预报研究[D]. 于招阳.上海交通大学 2011
[10]碰撞载荷作用下船舶舷侧结构抗冲击性能研究[D]. 杨树涛.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3662308
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