高强度液压螺栓在船舶传动轴系上的应用

船舶轴系传递的转矩载荷很高,对联接件的强度和韧度有很高的要求,高强度液压螺栓作为一种新型扭矩联接件近年来引起了广泛的重视。本文系统分析船舶推进系统轴系的力学特性,借助理论力学和弹性力学知识对高强度液压螺栓的转矩、最佳预紧力和强度载荷进行分析,并利用Ansys有限元分析软件对高强度液压螺栓的应力和形变量建模分析。     

有限元分析在船舶轴系设计中的应用

使用Abaqus软件建立船舶轴系中间轴的模型,通过有限元方法计算轴法兰过渡处的应力集中系数,分析应力集中系数与轴系扭振计算结果之间的关系。相比于单圆弧过渡,三段式圆弧过渡将应力集中系数减小了20%,持续运转扭振许用应力提高了38%,瞬时运转扭振许用应力提高了17%。运用有限元分析方法检验校核了船舶轴系设计的合理性。     

舰船轴系用液压螺栓抗冲击性能数值仿真研究

液压螺栓由于装拆方便,可承受大扭矩而在舰船轴系中得到广泛应用。本文基于非线性接触理论,建立某型液压螺栓接触有限元分析模型,获得最大扭矩工况下液压螺栓的接触应力。基于现代冲击基础理论,建立液压螺栓抗冲击仿真模型,分别采用频域法和时域法对其进行考虑接触应力时的抗冲击性能仿真。计算得到该液压螺栓冲击载荷作用下的应力分布,为其抗冲击设计与评估提供依据。研究结果表明该液压螺栓符合抗冲击要求。     

有限元分析在船舶轴系设计中的应用

使用Abaqus软件建立船舶轴系中间轴的模型，通过有限元方法计算轴法兰过渡处的应力集中系数，分析应力集中系数与轴系扭振计算结果之间的关系。相比于单圆弧过渡，三段式圆弧过渡将应力集中系数减小了20%，持续运转扭振许用应力提高了38%，瞬时运转扭振许用应力提高了17%。运用有限元分析方法检验校核了船舶轴系设计的合理性。     

船舶行业或添19项行业标准

正近日,工业和信息化部网站发布了216项机械、船舶、建材、包装行业标准及1项汽车行业标准修改单的报批公示,截止日期为2017年3月1日。其中,船舶行业标准有19项。船舶行业标准包括船用柴油机曲轴箱油雾探测器、轴系法兰连接螺栓铰孔及装配质量要求、管路压力试验要求、船用菌形通风筒、铜通舱管件、船用液压绞车恒张力控制阀组、液压舵机专用平衡阀组、船用内曲线径向滚柱式低速大转矩液压马达、船用生活给排水塑料管法兰、船用生活给排水塑料管接头、低压管子螺     

船舶机械轴系抗冲击能力优化

船舶机械轴系是船舶动力传递、船舶平稳运行的重要组成部分,常规机械轴系受材料、结构的影响较大,在船舶满载排水量超过50万吨时,其抗冲击能力及使用寿命明显下降。为此提出船舶机械轴系抗冲击能力优化。对常规机械轴系主轴类材料进行合金化处理,稳定碳化物,形成性能良好的下贝氏体,提升主轴的核心力学性能;依托高压铸造精密锻造、第二相强化等手段,对机械轴系相关构件进行材料工艺优化,并构建数学结构优化模型,确定各构件的安装退让量,实现船舶机械轴系抗冲击能力优化。试验数据表明,优化后的船舶机械轴系比常规机械轴系冲击吸收功提升49%,使用寿命提高52%。     

轴系法兰连接螺栓数量对振动的影响

法兰连接螺栓数量改变了轴系连接的刚度,从而影响轴系的振动。以某集装箱船推进轴系为研究对象,采用有限元仿真方法,通过改变艉轴和中间轴法兰连接的螺栓数量,分析其与轴系振动间的关系。研究结果表明:增加螺栓数量会增加轴系连接刚度,使轴系低阶固有频率增大,高阶固有频率减小;在发生共振时,靠近螺旋桨端节点的共振幅值较大,远离螺旋桨端节点的共振幅值较小。因而在选配螺栓数量时,应以控制螺旋桨端共振幅值为主;而增加螺栓数量会降低该处的共振幅值,但降低程度逐渐减弱。因此,在选配螺栓数量时,要综合考虑装拆等实际问题,并在规范允许的螺栓数量范围内进行适当调整。     

基于Solidworks的液压螺栓的智能参数化设计

液压螺栓是一种高性能,精密设计的基于液压操作的螺栓紧固装置,可用于船舶轴系法兰式联轴器上,它比轴系上常用的冷冻式过盈配合螺栓拆装更方便、更快速,并能重复使用[1]。液压螺栓拉伸器的应用范围很广,其预紧螺栓的类型多样,可根据不同用户的需求,设计出各种规格的特殊拉伸器[2]。本文以液压螺栓为研究对象,以VB.net为开发语言,利用SQL Server数据库和CAD计算机辅助设计,对液压螺栓进行二次开发,并设计出了智能参数化设计平台,用户可以根据自己的需求,输入相应的参数即可完成液压螺栓的设计。大幅度提升了液压螺栓结构的设计效率与设计质量,极大地节约了人力物力,使开发人员能够有更多的精力投入在液压螺栓结构的开发中,而不是投入在重复的、无用的工作中[3]。     

采用法兰螺栓连接的大直径耐压舱段结构设计方案研究

本文针对大直径耐压舱段结构提出6种法兰、螺栓连接设计方案,基于APDL建立了参数化的周向局部模型,法兰形式和尺寸、螺孔位置和数量可调,局部模型的结构强度分析效果与整体模型一致,且网格更为精细,使接触分析的计算量大大减少。计算表明,外法兰接触面会产生张开变形,导致螺柱受拉,其拉应力峰值明显大于内法兰但可控,同时采用内、外法兰能明显减小螺柱的拉应力,且法兰螺孔应力峰值均有下降;交错布置可间接提高螺栓的周向分布密度,提高连接部位的总纵弯曲强度。     

舰船轴系用液压紧配螺栓最佳预紧力的设计研究

通过对舰船轴系用液压紧配螺栓的受力分析,推导出液压紧配螺栓最佳预紧力的计算公式,得到了最佳预紧力计算系数M和法兰面靠摩擦力传递的扭矩系数K,进而得出紧力查值表,并与SKF公司用户手册系列参数表数据进行对比,验证了结论的准确性,为其在舰船轴系中的应用提供一种参考方法.     

运行船舶轴系扭振特性与转速禁区的试验研究

介绍一种船舶试航时扭振测量方法,简要叙述了其工作原理.通过分析船舶试航时扭振特性,将轴系扭转应力对比于持续扭转许用应力及瞬时扭转许用应力,确定主机转速禁区.并以57000t＂MY WAY＂号散货船为例,简要介绍其主机转速禁区确定方法.     

某船舶推进轴系扭振计算分析

提高轴系扭振计算精度,必须有精确的原始参数,以准确掌握船舶轴系扭振情况。在有限元分析软件中,建立曲柄半拐等的三维模型,用有限元分析方法精确的确定了各质量、轴段的转动惯量、扭转刚度等精确原始参数。基于建立的实船轴系当量系统,计算出了各结自由振动的频率及对应的共振转速,自由端和飞轮输出端的振幅,分析了轴段应力和扭矩随曲轴转角及转速的变化关系。结果表明在整个转速范围内,扭转振幅小于限定值,轴段的最大扭矩和应力均小于材料许用值,本船舶轴系扭转振动状况是良好的。     

超规范散货船船体结构总纵强度有限元分析

对"超规范船舶"总纵强度的校核,规范上的经验公式及常规计算方法已不再适用。以某超规范散货船为例,采用全船有限元分析方法,利用SESAM软件建立水动力模型进行波浪预报并导出设计波,利用MSC.PATRAN建立全船结构有限元模型并施加设计波载荷、货物载荷等对船体结构总纵弯曲强度进行了计算评估。计算结果表明结构应力在许用范围内,且该方法能够准确地反映船体结构的变形和应力分布情况。设计者可以针对高应力区域进行局部加强,这对"超规范船舶"船体结构设计及优化具有重要指导意义。     

船舶主机安装误差对船舶轴系安装质量的影响

文章针对船舶轴系校中校核有效性问题进行分析和讨论,分析在主机安装误差变化范围内,中间轴承和艉轴承负荷、安装状态的法兰开口及偏移等参数的变化特点,得出船舶主机安装误差范围、轴承负荷控制误差范围、连接法兰偏移值误差范围之间的关系,并提出了保障船舶轴系安装质量的精度控制方面的建议。     

轴系非紧配螺栓直径的计算

一、前言船舶轴系在运转中,除传递变化的扭矩外,还要承受各种振动的影响。因此,为了保证轴系安全、可靠的运转,过去各国船舶规范均要求轴系联轴器的联接螺栓采用紧配安装工艺。但由于紧配螺栓安装工艺劳动强度大、消耗工时多,所以我国在1965年修订《钢质海船建造规范》的调查中,不少船厂都提出可否采用非紧配螺栓——松联接螺栓安装工艺问题。那么,靠法兰平面之间的摩擦扭矩来传递主机的扭矩时,其安全系数如何确定?摩擦系数如何选取?安装时工艺上又如何保证?由于     

船舶推进轴系孔径比取值范围的优化研究

本研究优化船舶推进轴系孔径比的取值范围,使轴系的综合力学性能达到最理想的状态,目的是在船舶设计时,帮助船舶设计者快速确定轴系的最佳孔径尺寸。文章以某散货船的轴系为研究对象,在考虑船舶螺旋桨偏心力的情况下,建立了轴系危险截面的等效应力和抗扭强度的数学模型,运用ANSYS有限元分析软件,对不同孔径比艉轴的危险截面的等效应力和抗扭强度进行了对比分析,并且进行了校中情况对比分析研究。将理论值和实测值进行对比,发现理论值和实测结果拟合的非常好。经过对比研究发现,船舶轴系的综合力学性能比较优越的孔径比范围是0.21~0.28,在此范围内,轴系校中效果也比较好。该研究方法为船舶轴系的设计提供了分析依据。     

船舶轴系法兰螺栓孔铰孔机

在此介绍的是一种用于船舶轴系法兰螺栓孔加工的专用机械(如图)。本机特点:系采用了双头蜗杆、蜗轮为传动结构;主轴以滚动轴承和双向推力球轴承为支承结构;采取燕尾导轨形式;由丝杠螺母和进给手轮组成进给机构,从而使得该机主轴能承受双轴向作用力,进给运动平稳,在使用时还可以旋动调整螺钉24实现对     

船舶柴油发电机组轴系扭转振动影响因素

扭转振动是船舶柴油发电机组固有特性,在机组设计工作中,需分析轴系固有自振频率、各轴段扭振应力、发电机轴电位角和联轴器变动扭矩等,对比计算结果与各自的许用限值,确保轴系运转安全可靠。以典型机组为例,分析机组轴系各部位参数变化对轴系扭转振动的影响,为轴系改进设计提供方向性指导。     

舰艇导弹发射装置冲击仿真

舰船设备抗冲击性能是评价舰艇生命力的重要因素之一。应用美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),考核舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能。通过模态理论分析,导出DDAM方法中的重要概念模态质量。仿真结果表明,四联装导弹发射设备横向冲击位移响应最大,纵向冲击Mises应力最大,并超出材料许用应力范围,抗冲击性能不能满足舰船设备抗冲击考核要求。垂向抗冲击性能和纵向抗冲击性能达到舰船设备抗冲击考核要求。     

某大型沿海散货船轴系扭振方案比较分析

以某59900 t大型沿海散货船轴系为研究对象,依据船舶轴系扭振基本原理,结合中国船级社规定的中间轴、螺旋桨轴许用应力值,比较分析了推进轴系增加重飞轮、调频轮、扭振减振器,以及改变中间轴直径和材料抗拉强度等不同组合方案下中间轴扭振应力情况,特别考虑主机在恶劣海况下通过转速禁区的功率裕度要求。结果表明:方案5最为理想,既符合船级社要求,又能最大程度地降低船厂建造成本。