特定环境下螺旋桨尾轴蠕变特性研究

针对常温下长期受到恒载荷作用下的某舰螺旋桨尾轴进行了常温蠕变分析，并对变形后的螺旋桨尾轴进行了动力分析。选择合适的蠕变模型，采用有限元法，计算出20年后尾轴的挠曲线，并对无变形的螺旋桨尾轴和蠕变变形后的螺旋桨尾轴进行模态分析，进行比较。最后计算出变形后尾轴所产生的激励和响应。经过分析计算可知，蠕变已经使尾轴性能有了实质性的降低。     

可调螺距螺旋桨螺距变化对轴系振动的影响

为了研究船舶可调螺距螺旋桨螺距变化对轴系结构振动的影响,本文以某集装箱船的推进轴系和螺旋桨为例,采用有限元分析方法对其进行流固耦合仿真,分析船舶尾轴的应力与变形、振动以及模态变化。研究结果表明,螺旋桨螺距改变螺旋桨周围水域的流线运动状态,使得其受力变形更加不均匀。随着螺旋桨螺距的逐渐增大,轴系固有频率减小;船舶尾轴在一些特定频率附近会产生较大的共振幅值。为提高尾轴使用寿命,尾轴激励应避免这些频率。在一定范围内,尾轴在22°左右的螺距角下更容易产生较大的振动,可通过合理调节螺距角,以避免出现共振现象。     

船舶轴系异常噪声的分析与控制

分析了某大型船舶在低速航行中尾轴的异常噪声.运用理论分析和相关检验的方法研究了轴系异常噪声的根源和产生机理:船舶轴系受多个载荷作用,导致船体、螺旋桨轴和尾轴承发生变形,在尾轴承中心线与螺旋桨轴颈中心线之间形成1个变形角;船舶低速航行时,轴系变形产生的回旋运动对轴承润滑性能的影响以及二者之间的相互耦合是轴系产生振动并辐射噪声的根本原因.提出了在船舶设计和建造过程中降低轴系异常噪声的措施.     

船舶推进轴段材料蠕变解析

船舶推进轴段材料尤其是螺旋桨轴材料在应力和温度作用下会发生弹性变形、弹性失效、不断积累尺寸变化，在较长时间后就会发生蠕变，蠕变破坏与否取决于应力、温度、时间的影响。重点探讨推进轴段材料发生蠕变机理、过程、蠕变影响和减缓材料蠕变的技术措施。     

内河船尾轴承，你装对了吗？

<正>作为船舶轴系的重要组成部分，尾轴承被用于支撑尾轴，特别是对于带有尾柱的船型，尾轴即为螺旋桨轴，尾轴承还被用于支撑螺旋桨。在螺旋桨集中载荷的作用下，尾轴会发生挠曲变形，给尾轴承施加很大的边缘负荷，另外，螺旋桨在转动过程中的不平衡力、激振力、轴系装配及船体变形产生的附加力等不确定性载荷也极大地恶化了尾轴承的工作条件。因此，     

对转桨定常面元法水动力性能预估

提供了一个计算对转桨的基于速度势的定常面元法,前桨和后桨之间的相互干扰是通过二者的诱导速度场周向平均化后迭代实施的.采用了一个简化的螺旋桨尾涡模型,来模拟前桨和后桨尾涡片的扭曲变形.算例计算结果表明,该方法可以有效地应用于对转桨定常水动力性能的预估.     

螺旋桨性能和压力分布预估方法的改进

本文提供了一个预估螺旋桨性能的升力面数值计算方法。该方法引入了一种新的螺旋桨尾涡模型,用圆锥螺旋面来模拟尾涡片的变形现象,以考虑尾流收缩等非线性影响。应用离散的涡、源奇点系作升力面数值计算.编制了螺旋桨性能及桨叶表面压力分布的计算程序。对DTNSRDC系列侧斜桨和AU型桨计算了桨叶上环量径向和弦向分布、螺旋桨敞水性能、桨叶上压力分布和桨后尾流场,并与相应的试验结果和其他方法的计算结果分别进行了比较。比较结果表明,利用本文提供的方法可望提高大侧斜螺旋桨性能的计算精度。     

螺旋桨橡胶轴承压力分布分析与结构优化

由于船舶螺旋桨轴承承受的载荷呈边缘效应,尾轴与轴瓦接触压力分布不均匀。应用有限元方法建立桨-轴-轴承接触模型,分析在轴系载荷作用下橡胶轴承压力分布与变形特点。并将计算结果与实测结果进行比较,验证计算方法与模型的正确性。在此基础上提出了橡胶轴承结构优化方法,计算分析表明优化后轴承压力分布得到了明显改善,可有效降低轴承的局部严重磨损、提高轴承工作寿命。     

17.7万吨散货船尾部异响分析研究

针对17.7万吨散货轮船的螺旋桨在货船满载的状态下,机舱尾轴区域出现噪声这一问题,分别从尾轴、中间轴承、螺旋桨三个方面进行分析、研究和探讨,最终找出产生机舱尾轴区域噪声的原因是螺旋桨鸣音,提供了解决螺旋桨鸣音问题的方法以及途径,由此解决了机舱尾轴区域出现的噪声问题,供船舶轮机设计及修造人员参考。     

桨后舵附推力鳍理论计算

螺旋桨与舵附推力鳍,分别采用升力面法和基于速度势的面元法计算,两者之间的相互干扰采用迭代计算。在计算面元的影响系数时,应用了Morino导出的解析计算公式,以加快数值的计算速度。分析了不同螺旋桨尾涡模型对舵附推力鳍水动力性能的影响,并提出一种新的螺旋桨尾涡模型。计算了加装舵附推力鳍之后螺旋桨尾流场周向诱导速度沿径向的分布。对影响推力鳍助推效率的几个主要参数进行了变尺度研究。     

船舶推进轴段蠕变减缓应对措施研究

船舶推进轴段是轴系的重要组成部分,影响着船舶的工作稳定性与安全性,也是制约船舶生命力的重要因素之一.船舶推进轴段在综合交变应力和温度作用下会发生弹性变形,若不加以处理,随着时间的累计弹性变形将转化为蠕变,而轴段蠕变的发生将潜在威胁着船舶的安全性与生命力.从分析船舶推进轴段蠕变发生的机理、过程出发,重点阐述了金属材料蠕变产生后对船舶推进轴段的危害,并结合船舶设计、使用经验,得出了减缓船舶推进轴段蠕变的技术措施,可避免发生不必要的灾难性事故.     

基于改进Burgers模型的海相软土剪切蠕变特性*

以珠三角地区某港口地基海相软土为例,分别开展固结排水和固结不排水三轴剪切蠕变试验,并结合剪切蠕变试验结果,在传统Burgers模型的基础上,引入一个非线性SP元件,串联后得到一个新的一维蠕变本构模型,并将其拓展为三维情形,利用改进模型拟合海相软土剪切蠕变曲线,并验证其正确性和合理性。结果表明,每一级加载瞬间海相软土均表现出瞬时弹性变形,随即表现出衰减和稳定蠕变阶段,最后一级加载海相软土发生加速蠕变;每一加载等级的不排水条件下的轴向应变量值和孔隙水压力均大于排水条件;海相软土的渗透性影响蠕变变形,弱渗透性条件更有利于蠕变变形的累积;改进Burgers模型拟合海相软土剪切蠕变曲线,吻合良好。     

螺旋桨性能预估的非线性涡格法

本文提供了一个计算螺旋桨水动力性能的非定常非线性涡格法(UNVLM)。该方法中,螺旋桨尾涡形状预先是未知的,而是作为解的一部分由尾涡泄出和卷曲的时间历程来确定。文章通过常规桨DTNSRDC-4118和大侧斜桨DTNSRDC-4383的敞水性能计算,了解了考虑梢部分离对计算结果的影响。与现有的实验数据比较表明,本方法所得的结果是令人满意的。计算结果还清楚地展示了螺旋桨尾涡的变形动态以及稳定后尾涡片的几何形状,这对加深理解和进一步研究螺旋桨尾涡结构有重要的实际意义。     

水润滑阻尼型尾轴承有限元仿真计算研究

阻尼型尾轴承是在普通水润滑尾轴承的基础上,在后尾轴承衬套外增加一层阻尼材料,通过阻尼层的变形,实现减小由螺旋桨重力悬臂作用引起的"边缘效应",增大尾轴与尾轴承的接触面积,降低最大接触压力,改善润滑性能的目的。文章采用ANSYS有限元方法,分别对三种阻尼型轴承和普通尾轴承进行建模仿真计算。计算结果表明,随着阻尼层厚度的增加,轴承与尾轴接触面积扩大。与普通尾轴承相比,最大接触压力降低了26.03%,为解决尾轴承"边缘效应"问题提供了理论支持。     

螺旋桨受损变形对激振力影响的数值计算分析

为了分析螺旋桨变形前后激振力的变化情况,并为实际工程问题提供理论依据,以标准桨DTMB P4119为研究对象,在非均匀伴流场下进行数值计算方法的验证,形成了一套非均匀伴流下螺旋桨激振力数值计算方法。用该方法对某一螺旋桨变形前后的激振力进行数值计算,得到其轴承力和脉动压力,并对变形前后的激振力数据进行对比分析。结果表明,对于此桨的实际情况,变形前后所引起的轴承力变化十分明显,脉动压力有明显的倍轴频特性,从而导致船体的严重振动,与实际现象相符。所以工程中一定要避免螺旋桨梢部变形引起的螺距变化,并且螺旋桨相关参数要符合规范要求。     

尾轴架系统强度计算及建模方法

船舶尾轴架系统在设计完成后,需对其结构强度进行计算,使得在船舶航行中不发生破坏。强度计算时为达到更高的精度要求,通常可采用有限元计算方法,在误差较小的情况下,简化计算模型有助于提高计算效率。基于对尾轴与轴毂间连接方式的简化以及模拟尾轴采用单元的不同分别建立了4种模型,在对比不同设计载荷的基础上,选取了载荷及工况进行加载计算。结果表明,有限元计算中,尾轴采用梁单元模拟时,计算出的前尾轴架应力高于采用实体单元模拟,同时在建立模型时需考虑尾轴承刚度的影响以及尾轴与轴毂间的相对滑动。     

基于流固耦合的船舶轴-桨耦合振动特性分析

以研究螺旋桨水动力和离心力对船舶轴-桨组合振动特性的影响为本文的研究目的,基于W o r k-bench平台,采用流固耦合有限元分析方法,进行船舶轴-桨组合模态分析.在CFX中计算螺旋桨敞水性能,并在Ansys中将螺旋桨叶面水压力和离心力作为预应力分析轴桨组合振动的固有频率和振型,比较轴系、螺旋桨单独模型和轴-桨组合模型在固有频率上的区别.计算结果表明,轴桨组合的固有频率远远低于轴系和螺旋桨独立模型的固有频率;轴-桨旋转产生的离心力对其固有频率影响不大;螺旋桨在流场中产生的水压力略微提高纵向振动固有频率,但影响很小,在实际应用中可以忽略.     

基于OpenGL的螺旋桨几何造型程式化实现

介绍通过螺旋桨设计图纸提供的型值数据等进行螺旋桨三维几何建模的方法.利用VC++6.0编制了适合于各种类型螺旋桨的三维几何建模程序,并借助OpenGL技术实现了三维螺旋桨造型及其尾涡面的显示与人机交互功能,提高了螺旋桨三维几何建模的效率.研究中所进行的对桨叶、尾涡面以及桨毂面元网格的计算也为螺旋桨水动力数值预报提供了基础.     

基于面元法的吊舱推进器定常性能研究

基于势流理论面元法建立了吊舱推进器定常性能的计算方法.分别建立螺旋桨和吊舱的积分方程,通过在表面上布置双曲面元将方程离散为以面元上偶极强度为未知量的矩阵.螺旋桨和吊舱之间的相互影响通过迭代计算来处理.Newton-Raphson迭代过程被用来在桨叶随边满足压力Kutta条件.为避免数值求导中的奇异性,用柳泽(Yanagizawa)方法求得物体表面的速度分布.支架作为升力体处理,并通过迭代计算更新支架的尾涡形状.计算了拖式吊舱推进器的定常水动力性能,与实验结果的比较表明,计算误差在5%以内.分析了舱体对螺旋桨的影响,舱体的伴流会引起螺旋桨的载荷增大.     

船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析

为解决传统变形分析方法存在分析精度较低的不足,提出船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析,基于尾轴环机械密封装置端面边界条件的确定,以及端面静载参数的计算,完成了船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析模型的构建;依托尾轴环机械密封装置端面外载荷的施加,实现了船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析。试验数据表明,提出的变形分析方法较传统的变形分析方法分析精度95.69%,适合于不同船舶尾轴环机械密封装置端面的变形分析。