挂舵臂弹性支撑的舵-舵杆系统直接计算分析

大型船舶半悬挂舵的舵—舵杆系统设计中,应考虑挂舵臂对其弹性支撑作用进行直接计算分析。介绍了采用挪威船级社(DNV)3D-BEAM软件对挂舵臂弹性支撑的舵—舵杆系统的力学模型进行受力计算和分析。     

随浪中船舶舵效损失试验研究

本文报道了船舶随浪航行时舵横向力测量模型试验。以静水中船后舵横向力为参照基准，分析了船舶位于波面不同位置处的舵效损失及其原因。并试图说明，舵效损失是船舶随浪航行发生横甩的一个重要原因。     

随浪中船舶舵效损伤试验研究

本文报道了船舶随浪航行时舵横向力模型试验，以静水中船后舵横向力为参照基准，分析了船舶位于波面不同位置处的舵效损伤及其原因，并试图说明，舵效损伤是船舶随浪航行发生横甩的一个重要原因。     

基于温度及舵力作用的舵叶与舵杆间隙分析

为保证舵叶、舵杆的各项性能达到预期效果，基于某型集装箱船，对舵叶所受舵力进行计算，并对其在舵力作用下的受力情况进行分析。根据相关规范要求，对舵叶与舵杆结构的间隙进行校核，并计算舵杆在温度影响下的位移情况。研究表明：应力最大值出现在舵叶与舵杆配合处，温度对舵杆的位移有较大影响。研究成果可为舵叶与舵杆的设计提供一定参考。     

舵结构强度及舵杆直径敏感性分析

舵是船舶上一个非常重要的舾装件,在设计过程中一般仅对其结构进行规范计算,但要了解其在舵力作用下的变形和应力范围则需要进行有限元强度计算。同时,舵杆是舵结构中一个重要的组成部分,一般只要求其直径满足规范要求,文章针对舵杆和舵杆承座之间间隙随舵杆直径的变化进行了敏感性分析。     

舵球鳍参数对扭曲舵水动力性能的影响研究

文章对桨后普通舵和扭曲舵的水动力性能进行了试验研究,并采用计算流体力学方法对桨舵系统的水动力性能进行计算,得到了不同进速系数下的推力系数、扭矩系数以及敞水效率,并绘制了敞水性能曲线。通过桨舵模型试验值与计算值的对比,验证了计算方法的可靠性。为了进一步提高扭曲舵的节能效果,在扭曲舵前安装了舵球,优化舵球的半径后在舵球两端安装推力鳍,通过优选推力鳍的各个参数（安装位置、展弦比和安装角）,使桨舵系统的敞水效率逐步提高。确定了舵球鳍的最优参数后,桨—扭曲舵系统的效率进一步提高1.2%。最后通过观察舵表面压力分布、舵附近轴向速度和迹线分布,分析了舵球鳍对桨舵干扰的影响。     

基于模糊控制原理的船舶自动舵设计

在现代船舶控制系统中,自动舵的运用给船舶的运输安全提供了重要的保证,但是由于自动舵系统具有非常复杂的时变和不确定性特征,传统的自动控制技术已经很难满足其要求,因此必须采用智能化的控制算法来实现自动舵系统的高效运行。本文通过建立精确的自动舵控制数学模型,结合模糊控制原理和滤波算法,实现了自动舵性能的提高。文中简要概述模糊控制的原理,给出了若干的仿真控制曲线,文末给出了自动舵的稳定性控制仿真曲线。     

船舶舵设备可靠性设计

分析船舶舵设备设计中的计算工况、应力计算方法、材料性能、结构尺寸和强度裕度等不确定因素,开展舵设备可靠性设计。结合传统设计方法给出舵设备可靠性设计流程,建立舵系统可靠性模型,提出舵设备可靠性指标确定与分配方法。以舵杆为例进行可靠性设计,获得给定可靠性指标下的舵杆尺寸,并进行随机变量分散性影响分析,结果表明舵杆直径和材料强度的分散性对舵杆失效概率影响非常大,设计和加工时应予以重视。最后对多支撑式不平衡舵的舵销结构提出破损安全可靠性分析方法,并进行算例分析。本文可为高可靠性的舵设备设计提供参考。     

船体高效舵系统舵结构强度计算方法研究

在船舶高效舵系统中,采用舵杆和套筒对舵叶进行固定和旋转。该系统结构设计的关键是合理的舵杆和套筒结构,目前还没有专门的设计指导方法,为此发展了船体高效舵系统舵杆和套筒结构强度的直接计算评估方法,它可以较准确地预报舵杆和套筒的应力和变形。对一个高效舵系统设计方案进行了计算,开展了套筒厚度优化计算分析,研究套筒壁厚对舵系统各构件的应力和变形的影响,用以指导相关船舶高效舵系统的结构设计。     

襟翼舵的开发利用

船用襟翼舵多应用在操纵性要求较高的海洋船舶上,其优良的操纵能力及安全可靠的工作性能已经得到了广大设计部门和船东的认可。文中介绍了襟翼舵的工作原理和实船应用情况,通过对船用襟翼舵工作原理和结构形式的研究,扩展了其在船舶上的应用,文中对船用襟翼舵替代侧推的方法和刹车制动功能进行了分析论证,给出了具体计算实例。     

采用有限元方法的舵系受力直接计算

船舶规范中的舵系受力部分通常采用经验公式进行计算,随着科技发展的日新月异,通过有限元软件计算舵杆下舵承处弯矩提供了一种更精确计算舵杆弯矩的方法。直接计算法在船级社认可的前提下,同船级社经验公式相比可以降低舵杆的计算值,有利于提高舵系设计准确性,存在降低建造成本的可能,对造船业有一定价值。     

最小推进功率要求对舵面积预估的影响

针对由于能效设计指数规则要求背景下最小推进功率导则的实施对舵面积预估产生影响的问题,分析中小型液货船新船开发设计阶段预估舵面积必须考虑的因素,提出采用公式推导舵面积预选取值,并经过液货船实例试验验证,可以同时满足相关规则以及操纵性的要求,中小型液货开发中基于最小保持航向速度估算舵面积是合理而且可行的。     

舵装置的优化设计

为使"渤船"第五代苏伊士船型具有良好的操纵性能,提高市场竞争力,对船体设备舵装置设计方案和实际选型计算进行研究和讨论。对多个舵选型公式进行对比,在完成船型研发任务的同时形成一套合理的舵系设计流程:参考同类型先进船型信息,结合规范要求和水池方意见,确定舵装置设计参数。该设计流程可在较大程度上提高工作效率和质量,为快速研发新船型提供支持。     

舵型变化对船舶操纵性能的影响

介绍采用常规舵及整流尾组合舵两种方案的操纵性试验结果 ,探讨不同舵型对操纵性能带来的影响 ,最后归纳舵型变化对改善操纵性能的作用。     

基于体积力法的半悬挂舵和全悬挂舵回转性对比

针对半悬挂舵和全悬挂舵回转性能差异问题,建立用于模拟螺旋桨推力的体积力模型,评估两种不同形式舵的回转性。对标模KCS船型回转运动进行计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）模拟,船后螺旋桨作用使用体积力模型替代。开展半悬挂舵回转性CFD模拟,并与试验结果对比验证。设计全悬挂舵并模拟其回转性,与半悬挂舵回转性进行比较。结果显示,半悬挂舵除战术直径与试验结果相差9.48%外,其他回转特性参数与试验结果相差均在3%以内,说明基于体积力法模拟回转性具有较高的可信度。全悬挂舵的回转特性参数均优于半悬挂舵,说明全悬挂舵的回转性能更佳。     

常规海运船型开发中舵面积的预选研究与验证

船舶操纵性是船舶的重要指标,然而各船级社近期相继删除了其规范中对舵面积的强制要求。本文基于对操纵性理论的分析和总结,对常规运输船舵面积的确定进行了方法上的探讨,为方便数值分析对吃水、舵面积比等进行了统一定义,根据系列船资料拟合出修长度与舵面积比的关系曲线,并根据操纵性试验结果对87000t散货船进行了舵面积和舵形优化讨论,在此基础上梳理出舵面积的开发思路,即舵面积比应与船体修长度在较小时成负相关关系,但当修长度大过某一数值时,需要相对较大的舵面积比。在进行货船初步开发设计时,可根据修长度数值分析结果,选用合适的舵形和舵面积。     

对舵系设计中几个主要参数的对比分析

通过对不同船级社规范中公式的分析,给出双桨双舵船舵面积的建议,并对展弦比、舵杆直径的确定提出自己独到的见解,有助于加深读者对舵系优化设计的理解。     

船用电动伺服舵机性能仿真研究

为降低船舶传统液压操舵噪声及提高舵机的可维护性,提出一种船用电动伺服舵机方案,该方案主要由直流力矩电机和谐波齿轮组成。建立该舵机的模型,采用 Matlab软件进行性能仿真,并分析影响该舵机性能的主要因素。结果表明,电动伺服舵机的稳定性、精度、响应等性能可满足船舶的操纵要求,研究结果可为电动伺服舵机在船舶上的应用提供支撑。     

轴舵系照光找中工艺流程优化

在轴舵系照光找中方面，虽然传统拉线法设备简单、操作简便，但由于钢丝本身存在挠度，导致测量精度无法保证。随着超长轴系船舶不断增多和船舶建造精度的不断提高，拉线法已不能满足当前船舶建造精度的需要。优化后的轴舵系照光找中工艺采用光学仪器与激光设备代替拉线，所测量的数据更精准、更直观。经多型船实践证明，新的轴舵系照光找中工艺，通过改变过去照光的生产技术，不仅提高船舶建造效率和质量，而且为船厂进一步节约建造成本。