船舶推进轴系校中技术数字化研究

发布时间：2017-09-26 00:09

  本文关键词：船舶推进轴系校中技术数字化研究

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【摘要】：船舶推进轴系是船只航行的动力来源,其稳定性直接决定了该船只能否正常营运,是船上的关键部件之一。为确保推进轴系的正常运行,尤其是对大型船只,合理校中已经是一种十分普遍的做法。合理校中是将轴系中的各个轴承调整至相应高度,使轴系的各项指标满足相应的要求,由此产生了轴承高度如何安排与调整以及如何测量轴承高度是否达标这两项主要工作。国内外关于船舶轴系的研究主要集中的计算理论上,尤其是国内的研究成果缺乏在实船上进行可行性的验证,这使得国内船厂的合理校中调整与测量上依然停留在靠经验调整、靠手工记数的阶段。 随着船舶建造市场竞争的加剧,国内船厂希望通过实现轴系校中的数字化,缩短轴系校中的施工时间,同时提高施工精度,以此提升船厂的竞争力。针对这样的切实的需求,本文通过整理相关技术理论,提出相应的解决方案： 本文基于有限元算法建立的一维Timoshenko梁模型,说明该模型在模拟船舶轴系时对其进行的各项简化,并分析了这些简化方式的现实基础；然后,本文梳理了合理校中调整计算中所采用的各类优化算法,基于计算高效、结果可行的原则提出了将二次规划算法用于合理校中的优化计算中,提高了目标方程对轴承位移(轴承垂向位移,即轴承高度调整量)的控制力；测量方面,本文选择了顶举法与应变片法两种较为主流方法,这两种测量的数据采集过程存在差异,顶举法属于动态测量而应变片法属于静态,故在测量数字化工作上亦存在差异。本文对电子传感器的数据传输模块进行开发,实现了顶举法数据的自动化录入；对于应变片法,通过编写通用计算程序,缩短计算时间。 基于上述方案,本文构建了对应的软硬件模块,实现合理校中的数字化。通过实船的使用测试,发现方案中的一些缺陷与漏洞,并针对性地进行修正与弥补,最终形成成品系统,填补目前国内在该领域的空白,达到国内领先水平。本文的研究成果不仅能够推动船厂的技术进步,而且具有较大的经济效益。
【关键词】：船舶推进轴系 合理校中 数字化系统 有限元 二次规划 轴承负荷测量
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 选题背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势9-12
• 1.2.1 船舶推进轴系校中调整计算方法9-10
• 1.2.2 船舶推进轴系轴承负荷测量方法10-11
• 1.2.3 船舶推进轴系校中软件11-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-13
• 2 船舶推进轴系校中调整计算13-38
• 2.1 前言13-15
• 2.2 轴系负荷有限元计算方法15-17
• 2.2.1 有限元模型建立15-16
• 2.2.2 有限元模型求解16-17
• 2.3 轴承影响数17-19
• 2.4 轴承位移优化计算19-22
• 2.4.1 优化方程建立19-21
• 2.4.2 优化求解21-22
• 2.5 轴系校中调整计算软件实现22-26
• 2.5.1 模块概述22-24
• 2.5.2 子模块简介24-26
• 2.6 实船应用26-37
• 2.6.1 轴承负荷有限元计算方法26-33
• 2.6.2 轴承位移优化计算子模块33-37
• 2.7 本章小结37-38
• 3 船舶推进轴系轴承负荷测量38-62
• 3.1 前言38-39
• 3.2 顶举法轴承负荷测量39-53
• 3.2.1 顶举法原理39-40
• 3.2.2 最小二乘法40-43
• 3.2.3 串口通信原理43-45
• 3.2.4 测量系统实现45-50
• 3.2.5 实船测试50-53
• 3.3 应变片法轴承负荷测量53-60
• 3.3.1 应变片法测量原理53-54
• 3.3.2 等效支点法54-55
• 3.3.3 存在艉轴管前轴承时的应变片轴承负荷算法55-57
• 3.3.4 通用计算软件开发57
• 3.3.5 实船测试57-60
• 3.4 本章小结60-62
• 4 结论与展望62-64
• 4.1 结论62
• 4.2 展望62-64
• 参考文献64-66
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：920343