双自由度舵机执行机构冲击载荷的仿真分析

超高速水下航行体航行过程中工况复杂,在加速段速度跨度大,双自由度舵机执行机构承受了较大的瞬态冲击载荷,有必要对其韧性进行分析校核。本文分别建立旋转机构输出轴、减速箱体和展开机构最后一级齿轮副的多刚体动力学仿真模型,分析各机构在冲击载荷下的应力和变形情况,校核结构韧性的可靠性,同时对旋转机构输出轴进行模态分析。仿真与校核结果为机构优化设计提供参考依据。     

水下航行器凸轮发动机凸轮机构的接触应力分析

水下航行器凸轮发动机的凸轮机构是其主要受力部件,在设计过程中必须进行强度校核。通过对凸轮和圆柱滚轮的接触情况进行分析,运用微分几何理论导出了凸轮的工作曲面方程和接触点的诱导法曲率模型,采用弹性力学中的赫兹理论,建立了凸轮机构的接触应力模型,并进行了算例分析。仿真模型能准确地计算水下航行器凸轮发动机凸轮机构的接触应力,可为其设计和参数的选择提供理论依据。     

起重机回转系统的磁流变减振研究

提出一种基于磁流变减压混合模式的面向大功率起重机回转机构冲击载荷的控制方法:在回转机构传动系统的输出端采用波纹状磁流变联轴器将输出轴与回转小齿轮联接,通过控制联轴器的扭转刚度和阻尼特性来调整系统的传动特性,实现对回转机构振动冲击响应特性的调节。结合2种成熟的磁流变液扭矩传递装置结构,通过建立波纹状磁流变联轴器的整体机理模型,根据实际工况,对MQ3235门座起重机回转机构的振动系统动力学模型进行启动过程的数值模拟。结果表明,在确保波纹状磁流变液联轴器的传动转矩能够达到系统要求后,其运动学参数满足起重机回转机构正常工作条件下,齿轮啮合冲击载荷峰值明显减小,最大耗能系数可达到15%,在改善驾驶人员的操作舒适性的同时,提高了起重机回转机构的工作可靠性。     

基于正交试验法的舵板缓冲吸能结构仿真与优化

缓冲装置是水下航行体舵板的组成部分,主要通过缓冲管的压溃变形延长复杂流场对舵板的冲击时间和载荷峰值。为分析不同缓冲结构方案的吸能效果,本文基于正交试验法对影响缓冲吸能效果的内管数、内管壁厚和材料类型等3个因子,在不同的水平下进行搭配组合并确定仿真方案。分析结果表明,选用不锈钢材料、内管壁厚5mm的三内管结构对于保护舵板效果最好。通过落锤冲击试验,研究了不同冲击载荷下缓冲管变形吸能规律,同时也对仿真分析模型进行了校验。     

基于正交试验法的舵板缓冲吸能结构仿真与优化

缓冲装置是水下航行体舵板的组成部分,主要通过缓冲管的压溃变形延长复杂流场对舵板的冲击时间和载荷峰值。为分析不同缓冲结构方案的吸能效果,本文基于正交试验法对影响缓冲吸能效果的内管数、内管壁厚和材料类型等3个因子,在不同的水平下进行搭配组合并确定仿真方案。分析结果表明,选用不锈钢材料、内管壁厚5mm的三内管结构对于保护舵板效果最好。通过落锤冲击试验,研究了不同冲击载荷下缓冲管变形吸能规律,同时也对仿真分析模型进行了校验。     

舰用燃气轮机抗冲击性仿真评估方法

燃气轮机作为现代舰船常用的主动力装置,其抗冲击能力是影响舰船生命力的重要因素之一.介绍了一种对舰用燃气轮机抗冲击性的数字仿真技术评估方法,通过对在冲击载荷下的舰用燃气轮机有限元模型进行仿真计算分析,得出燃气轮机抗冲击能力临界线,对其冲击安全性进行评估,可用于舰用燃气轮机抗冲击能力的设计或校核.     

多支座激励下舰艇管路系统冲击载荷的加载方法

舰艇管路系统不仅具有复杂的空间结构,而且需要借助多个支座与船舶主体结构相连接,由于船舶在航行时会对管路系统产生各类冲击作用,可能会导致管路系统的局部失稳,甚至发生结构破坏。针对这一问题,本文着重研究管路系统多支座激励下的冲击载荷加载方法,结合有限元仿真软件Abaqus建立管路系统的激励模型,进行管路系统冲击载荷的有限元仿真,对于改善管路系统的设计水平有重要的意义。     

半浸式螺旋桨强度计算分析

针对半浸式螺旋桨受到交替式变化冲击载荷后引发的强度问题,以MSD 200半浸式螺旋桨推进装置为研究对象,提出了用有限元法来计算半浸式螺旋桨叶片强度的方案.首先,对半浸式螺旋桨在实际工作中所产生的不同方向的力进行分析;其次,利用PropCad软件建模后导入到Solidworks软件中进行螺旋桨强度的静力学分析,实现对半浸式螺旋桨强度的校核.航行试验结果表明:有限元方法是一种可靠的校核半浸式螺旋桨叶片强度的分析方法.     

冲击载荷下舱室波纹夹芯板隔振特性研究

为解决船舶航行过程中常见的夹芯板隔振效果不佳的问题,在冲击载荷下对船舶舱室波纹夹芯板的隔振特性进行分析。为保证研究效果,首先计算波纹夹芯结构等效冲击载荷参数,根据计算结果确定船舶在航行过程中夹芯板所受的环境应力隔振曲线,在此基础上,规范舱室波纹夹芯板隔振数值,从而实现对舱室波纹夹芯板隔振特性的分析和研究。实验结果表明,相对于传统方法来说,所提的冲击载荷下舱室波纹夹芯板隔振特性研究方法具有更高的有效性和安全性,充分满足研究要求。     

基于有限元分析的舰船推进轴系抗冲击性能研究

推进轴系是舰船动力系统的重要部件,决定了舰船动力输出的稳定性和可靠性。在舰船日常运行时,会受到水下爆炸、海浪作用力等动态因素的冲击载荷,导致推进轴系产生振动、变形等问题,进而影响舰船的正常运行。因此,研究动态环境下的舰船推进轴系抗冲击性能有重要意义。本文分析了舰船推进轴系工作时受到的扭振和弯曲振动,研究了舰船结构在水下爆炸下的动态响应,并利用有限元分析技术对舰船推进轴系的抗冲击强度进行校核和仿真分析。本研究对提高舰船推进轴系的抗冲击性能有重要的理论指导意义。     

三维竖轴潮流水轮机水动力性能研究

竖轴水轮机作为潮流能转换为电能的核心装置,其水动力性能的优劣将会直接影响到整体发电系统的效率。为了研究大型竖轴水轮机叶片安装角对水轮机水动力性能的影响,基于多参考系模型(MRF),采用Fluent软件对流场中的模型进行3D数值模拟。在转速和来流速度保持不变,改变安装角时,分析同种翼型5个不同安装角叶片对潮流能水轮机的水动力性能的影响。同时分析在同一安装角和旋转速度条件下,不同来流速度对水轮机水动力性能的影响。结果表明,叶片安装角对竖轴潮流水轮机的能量利用率影响较大,来流速度对水轮机叶片表面的静压力和输出功率具有一定的影响。研究结果对今后竖轴水轮机的设计和生产具有借鉴意义。     

某型柴油机曲轴强度校核与监测分析

文章结合柴油机故障修理实例,对曲轴强度进行理论校核,确定安全工作负荷(转速),通过试验检验修理质量和校核结论,并结合船舶运营跟踪监测曲轴工作状态,确定校核结论准确可靠,修理质量和工作状态良好。     

船用螺旋桨负载动态实验仿真装置研究

介绍了动态仿真船用螺旋桨负载的总体方案并给出了一种仿真装置。该装置能仿真螺旋桨在各种工况下的静、动态特性，为推进电机提供逼真的轴负载。装置的主体为转矩随动系统，其反馈转矩的测量采用了转矩传感器，文章以某深潜救生艇的螺旋桨负载为研究对象，建立了系统的数学模型，设计了转矩随动系统，利用设计的装置进行了综合仿真，仿真结果与负载实际响应接近。     

船舶轴舵系安装设备的虚拟设计与装配

以船舶轴舵系安装设备为例,使用SolidWorks软件设计建立轴舵系安装设备的三维实体模型,研究轴舵系安装设备的安装过程和安装工艺,并对轴舵系安装设备的干涉检查及装配约束进行仿真分析,以验证轴舵系安装设备在设计及安装工艺方面的准确性和适用性,对提高造船设备产品质量、降低产品设计误差、缩短生产周期、优化装配流程具有重要意义。     

新式船舶轴带发电并网Z源逆变器

针对当前船舶轴带发电并网Z源逆变器升压能力有限、电感启动电流冲击大、输出电压易发生畸变且输出不稳定、逆变器电容电压应力大等缺点,在传统Z源逆变器基础上研究一种新式Z源逆变器。新式Z源逆变器不仅提高了升压能力,减小了电容电压应力和电感启动电流对器件的冲击,改善了输出电压的品质,还可根据船舶实际使用情况通过改变电感数量来选取合适的逆变器。对新式Z源逆变器的拓扑结构、工作原理进行了详细分析,并比较了在电感数目取不同数值时升压因子、电容电压应力、电感电流应力等参数,最后通过进行仿真验证了新式Z源逆变器的优点,证明了结论的正确性。     

基于笼型异步电机的螺旋桨负载模拟研究

将笼型异步电机作为螺旋桨负载的模拟电机,通过建立旋转坐标系下的笼型异步电动机数学模型实现了电流在磁场方向和转矩方向的解耦,采用转矩矢量控制策略实现了机械负载模拟电机的转矩闭环控制。在MATLAB/Simulink仿真环境下构建了基于转矩矢量控制的机械负载模拟控制系统的仿真模型,并结合综合考虑船桨相互影响的螺旋桨负载模型进行了某船舶的螺旋桨起动和反转过程仿真研究。正确的模拟了船舶螺旋桨负载的反转特性,并确定所设计系统可以实现了机械负载转矩的四象限模拟,能够应用于螺旋桨等具有可逆性质的机械负载模拟的场合。     

负荷突降工况柴油机曲轴应力多柔体动力学分析

通过仿真试验对负荷突降和转速上升2种工况下曲柄销中心和主轴颈中心处的应力情况进行定量分析,并对应力图谱进行分析。利用Pro E软件对柴油机运动部件进行三维建模,并对其进行组装配置。基于有限元软件ANSYS建立曲轴的三维模型,对曲轴的模态进行分析,进而形成曲轴的多体动力学模型。利用ADAMS平台建立柴油机运动模型,通过施加约束、运动和载荷,最终形成柴油机的虚拟样机试验平台,得到相应工况下的应力图谱,并加以分析。     

基于AMESim的一种双作用往复抽油泵仿真研究

以某型双作用往复抽油泵为研究对象,利用AMESim软件对其进行建模仿真,主要分析双作用抽油泵在工作过程中的出口流量特性与压力特性,关键部件固定阀的开启特性以及柱塞运动规律对固定阀阀球起跳位移的影响.仿真结果表明,双作用往复抽油泵在排液时存在特殊的负流量与压力波动现象,固定阀的开启特性与阀罩的实际故障破坏密切相关,该仿真结果对于双作用往复抽油泵的运动控制规律优化具有指导性意义.     

舰船磁电相差式转矩仪的误差分析及实验研究

本文目的是寻求提高舰船柴油机输出扭矩在线测量精度的途径,以能适应舰船机舱恶劣工作环境的磁电相差式转矩仪为研究对象.根据其工作原理,从输出轴、磁电传感器和测试仪器3个方面详细分析了可能引起测量误差的原因,尤其是2路信号波形变化不一致和感应涡流引起的转速特性误差,在此基础上提出了从根本上提高测量精度的途径,并在1台船用柴油机上建立了实验装置.实验结果表明,文中所提出的方法能有效提高测量精度.     

金属转轴无线感应供电系统传输功率分析与结构优化

金属转轴扭矩、功率和形变等参数的在线检测在船舶等领域具有广泛的工程应用背景,对旋转机构的供电问题是影响检测可靠性和实用性的关键。传统的滑环和电池供电方式存在可靠性和寿命上的局限性。本文设计了一种用于金属转轴的侧置式感应供电系统,建立了磁场耦合单元的有限元分析模型,分析了互感耦合参数对系统传输功率和效率的影响,得出了在不同谐振拓扑结构下以最大传输功率为目标的最佳互感耦合参数,包括最佳的原副边线圈电感值及其比例等等关系,以及金属转轴与磁芯间距离。进一步分析了通过磁屏蔽技术和改进原边线圈绕制方式来提高金属转轴感应供电系统能量传输效率的可行性。最后通过实验验证了本文设计和分析方法的准确性和有效性。