气垫船垫升风机的振动试验研究及模态分析

垫升风机是气垫船的关键设备,是气垫船振动噪音的主要激励源之一。通过分析某气垫船左舷垫升风机的设计特点,选择关键位置开展振动响应频谱测量,分析不同测点位置、不同转速条件下测点的振动烈度响应。采用有限元方法分析单舷垫升风机的固有频率和振型,研究影响垫升风机振动的主要因素。在此基础上,提出降低垫升风机振动的措施,并基于试验评估实际降振效果,其可作为气垫船垫升风机设计的技术参考。     

气垫船垫升风机的振动分析及减振试验

通过分析某气垫船左舷垫升风机的设计特点,选择关键位置开展振动响应频谱测量,分析不同测点位置、不同转速条件下测点的振动响应。采用有限元方法分析单舷垫升风机的固有频率和振型,研究影响垫升风机振动的主要因素。在此基础上,提出降低垫升风机振动的措施,并基于试验评估实际降振效果,其可作为气垫船垫升风机设计的技术参考。     

典型工况下的全垫升气垫船总强度评估方法

全垫升气垫船是一种特种的高性能船舶,具有优越的适应性与快速性,由于其特殊的运行方式和使用需求,使得它们的结构形式多样、内部结构层次繁多,目前还没有一套完全成熟的规范和准则来评估气垫船结构强度,且单纯依靠规范计算进行气垫船结构设计亦很难满足其结构强度要求。本文根据全垫升气垫船结构特点,针对其垫升航行和排水航行2种典型运行状态,在对气垫船载荷分量的确定方法及加载方式分析的基础上,通过基于等效设计波法的直接计算法对气垫船总强度校核方法进行研究,为全垫升气垫船总强度评估提供了有效的技术支撑。     

气垫船波浪载荷预报方法研究

高速气垫船对船体结构重量控制严格,而合理确定作用于船体的波浪载荷是结构设计、优化和安全性评估的基础。本文在气垫船船体结构受力特点分析的基础上,采用“分段船模”模型试验方法对目标气垫船开展了波浪载荷预报研究,重点解决了试验模型垫升系统动力特征相似、重量控制等关键问题。试验结果能反映目标气垫船围裙气垫的响应特点,说明所用分段船模试验方法预报气垫船运动与载荷的结果可信。基于此,对目标气垫船波浪载荷设计值的规范计算结果表明,给定的载荷规范计算方法可为气垫船结构设计提供参考。     

变型设计应用于气垫船垫升风机的探讨

本文阐述了变型设计方法在气垫船垫升风机设计上应用，气垫船垫升风机的设计长期以来困惑着设计者，因为可供参考的母型风机甚少，用经过初步试验的此法可扩大现有母型风机的使用范围。     

旅游用全垫升气垫船动力系统设计

气垫船动力系统增加了为气垫供气用的垫升风机,同时采用空气螺旋桨推进,整个动力系统设计复杂。介绍了旅游用全垫升气垫船动力装置设置、推进垫升系统布置及动力系统的设计特点,部分设计创新可为未来的气垫船设计积累一定的经验。     

基于模型试验的气垫船低速破冰机理研究

为探索气垫船低速航行时的破冰机理,在低温拖曳冰水池中开展了系列模型试验研究.在模型试验中,以一艘内河自航气垫破冰船为原型,分别基于弗汝德和柯西相似准则建立了合理的模型试验相似体系.结合原型结构信息和实验室条件,确定了适当的模型比尺,从而加工制作了与原型结构相似的气垫船模型.气垫船模型同样由垫升风机、气道结构、支撑结构和围裙结构四部分组成.在各组试验中,调节气垫船模型的垫升高度,在试验拖车驱动下以相同的航速穿过模型冰排,并在试验过程中使用测力传感器和压力传感器测量结构的航行阻力和垫升压力.通过细致观察气垫船模型与模型冰排的相互作用过程,结合测得的航行阻力和垫升压力,解析了气垫船的破冰过程,揭示了气垫船在低速航行时破冰的关键机理.通过试验发现,气垫船只有达到一定吃水深度时才能有效破冰.气垫船低速航行时的破冰机理是在冰下形成稳定的气腔,促使冰排在上部结构和下部高压气体的共同作用下发生弯曲破坏.     

基于二次开发的CATIA三维建模在全垫升气垫船设计中的应用

全垫升气垫船的船体外形结构不再着重考虑水动力性能,而是采用浮箱结构,其折角面、断阶面与倒圆较多,另有垫升风机在浮箱上的出风开口等,空间形状复杂。此外还有风机、导管桨、空气舵、围裙等特种设备,适于用参数化软件CATIA作二次开发来进行三维建模。在CATIA中作了一些二次开发以方便建模,详细介绍了一条全垫升气垫船的三维建模过程,并就CATIA曲面展开功能在柔性围裙设计制造中的应用进行探讨。     

基于有限元法的气垫船轴系回旋振动特性计算

以气垫船垫升轴系为研究对象,建立计算模型,利用有限元计算软件分析陀螺效应对气垫船垫升轴系回旋振动的影响。采用计算多个轴承支撑刚度的方法,在不考虑船体刚度及考虑船体刚度2种情况下,计算垫升轴系的一次共振转速范围及叶片次共振转速范围,并对照工作转速,给出其回旋振动安全的结论。同时通过文献实验数据与数值计算的对比验证了计算模型的正确性,为气垫船垫升轴系的安全运行提供参考。     

气垫船垫升性计算与分析

近年来气垫船以其独特的性能特征发展迅速,行业主要增长动力集中在民用气垫船市场,小型民用气垫船销量增长较快,而从下游来看,旅游行业对于气垫船的采购占比最大。此外,各国政府单位也在逐年提高气垫船作为公务船的采购量,例如各地方海事局、消防局和农林局等。本文主要以某项目气垫船最具特点的垫升性为例，通过行业标准初步计算与软件程序数据校核相结合的方式进行分析，最终得出此项目在标准垫升工况下的垫升性具备合理性，为后续的生产工作提供了技术保障。