船舶轴系校中的三弯矩计算法探讨

三弯矩法是轴系合理校中计算方法的一种。本详细介绍了三弯矩校中方法的原理及公式推导。     

船体艉部变形计算及其在轴系坞内校中技术中的应用

阐述了与轴系合理校中技术有关的弯矩影响系数的概念。提出利用弯矩影响系数与轴系截面上的弯矩值计算轴承变位的方法。在实船上用应变片测量了轴截面弯矩,根据实船测量的弯矩数值与弯矩影响系数确定了不同状态间船体艉部在轴承处的相对变形。最后进行了实船验证,结果表明船体艉部变形数据的正确性与坞内校中工艺的可行性。这为轴系坞内校中工艺的实施奠定了理论基础。     

基于实体建模的船舶轴系有限元校中分析

基于实体建模在Ansys Workbench中进行船舶长轴系建模和有限元分析,得出轴承实体建模与常规三弯矩法计算之间的差异程度。结果表明实体建模法与三弯矩法对轴系校中计算结果都较为稳定,但实体建模方法对校中计算参数的变化敏感度低,得到的轴系载荷分布曲线与轴系挠度曲线十分平稳,更能模拟实际轴系校中的情况。     

轴系校中质量检验方法的实验研究

一前言为提高大型船舶轴系的校中质量,必须对轴承实际负荷、轴的实际弯矩等提供有效的检验方法。在轴系校中工艺研究中,我们通过台架试验及原理分析,对检验方法作了初步研究,本文介绍两种。一种是,用电阻应变片测量轴系弯曲变形,计算轴系实际弯矩及负荷的方法。包括测试原     

一种顺应轴系挠度曲线的轴承孔系布置方法

目前,我国船舶推进轴系轴承磨损问题严重,且没有有效的解决方法。基于三弯矩法和传递矩阵法的合理校中计算结果,提出一种顺应挠度曲线的船舶推进轴系轴承孔系布置方法,有利于解决轴承磨损问题,特别是艉轴后轴承自身的偏磨问题。     

某船轴系校中状态及艉轴轴承磨损的影响分析

针对某船轴系校中状态未知和艉轴轴承磨损问题,结合该船轴系的结构和特点,根据轴系校中简化原则,利用三弯矩法建立该船的左右轴系校中模型,分析该轴系在直线校中下的状态,并计算各轴系的轴承负荷影响系数,结合轴承变位原理,模拟各轴系理论给定计算状态、原始安装对中状态及实测轴系状态。综合各状态的计算结果探讨该轴系的校中状态和艉轴轴承磨损原因。     

船舶柴油机轴系合理校中自动搜索的研究

本文用求多目标函数线性规划方法，在船舶柴油机轴系合理校中时，对轴承的合理变位进行搜索。求出满足轴系校中各项要求的轴承合理变位可行值。文章采用主机输出端法兰上的剪力和弯矩为目标函数，建立了相应的求解这类问题的模型和判定搜索方向的依据，编制了轴系合理校中计算的自动搜索程序。在实船计算中得到了满意的结果。     

水动力模拟下基于改进三弯矩法的双桨推进系统轴系校中

船舶轴系校中是轴系可靠性的重要保障。文章在传统校中计算方法的基础上,针对双桨系统提出了一套基于流动分析的改进三弯矩算法。该方法不仅通过流场分析求得螺旋桨伴流场引起的额外载荷,而且同步考虑了轴系在垂向和水平向的二维位移模式。论文将该算法应用到一艘新建LNG船的轴系校中上。从计算结果与传统三弯矩法结果的比较可见,对于双桨系统,两螺旋桨产生的流场会相互影响,在双轴的横向和纵向引起额外的载荷,进而影响轴承在垂向和纵向的实际位移和应力,从而导致传统方法失效。该算例验证了改进算法的有效性,可以进一步防止双桨系统校中的失效问题。     

180000 DWT散货船尾管后轴承斜镗型式研究

基于有限元分析建立船舶推进轴系校中计算模型。以180 000 DWT散货船为例,在相同轴承偏位的条件下,对不同的尾管后轴承斜镗型式进行了计算。通过改变尾管后轴承斜镗的斜度,分析尾管后轴承负荷、轴系弯矩和动态润滑的最低转速等计算结果与斜度的关系。为研究其他大型船舶的轴系校中计算提供了参考。     

基于三维有限元模型的轴系校中

船舶推进系统设计中,轴系校中计算通常的做法是将轴系看成一维梁模型,且不考虑船体的作用,计算结果与实际有较大差别.用三维模型对船体、轴承及轴承油膜的刚度进行了有限元分析.在三维曲轴模型中考虑了每个气缸的旋转和摆动质量、主轴承的刚度和推力轴承的刚度等,考虑了轴承间隙等非线性因素,以及船体弯曲变形、轴承温度变化、桨轴向推力偏心及推力轴承反力偏心引起的动态弯矩等因素,计算结果更符合实际.     

船舶轴系的合理轴承间距的研究

在综合考虑轴承许用比压、轴承安装误差以及轴系横振等限制条件下,以船舶轴系的轴承负荷分配的合理性为目标,分析了船舶轴系的合理轴承间距问题,给出了轴系计算模型及方法,并以SDTS船舶轴系实验台为例进行计算,得到了轴系合理轴承间距下的优化校中状态,轴系热态运行工况明显改善。     

润滑耦合下冲击引起的轴系弯扭振动特性分析

船舶推进轴系的弯扭振动与支承轴承的润滑油膜相互耦合,互相影响。文中给出了轴承的润滑方程及润滑与弯扭振动耦合的运动方程,通过数值计算,研究了润滑油粘度对轴系振动的影响。从计算的结果可知:在冲击载荷的作用下,弯扭振动响应随粘度增大而减弱,振幅衰减加快,冲击作用对轴系振动干扰时间缩短。同时,润滑粘度愈低,弯扭耦合性愈强,振幅改变愈大,互激励愈明显,而在高粘度条件下,轴系的弯扭耦合性减弱,扭转振动受冲击载荷的影响不明显,而弯曲振动受冲击载荷的影响明显存在。     

基于有限元的舰船推进轴系合理校中计算方法

推进轴系的合理校中直接关系到舰船推进系统运行和舰船航行的安全性与可靠性,因此,其计算方法的合理性和准确性是推进系统研究的重要内容之一。基于有限元分析,建立了舰船推进轴系合理校中计算模型,并计入了螺旋桨水动力、齿轮动态啮合力、轴承刚度、轴承变位、轴段剪切变形以及运行温度等因素对推进轴系校中的影响。以某型舰船的推进轴系为研究对象,采用所提出的方法进行了推进轴系冷态、热态以及安装状态的合理校中计算分析,并与Kamewa公司采用Shaft Analysis AB软件的计算结果进行了比对,平均计算偏差小于1.54%。     

非刚性轴承润滑与变形耦合下的轴系校中研究

轴承油膜是影响轴系校中的动态因素之一。在油膜刚度的计算过程中,较多学者采用船级社推荐值,或将轴承考虑为刚性,利用差分法或有限元法对其进行求解。文章对轴承弹性变形与油膜压力进行耦合分析,获得最优小扰动量,得到更符合实际情况的油膜刚度,利用vb.net编写有限元轴系校中软件并对某油船轴系进行校中计算,分析了轴承油膜对轴系校中的影响程度,可为船舶轴系校中计算及检验提供参考。     

基于有限元的轴系回旋振动响应计算及试验

为更好地了解轴系振动对舰船声辐射的影响,以某台架轴系为研究对象,基于Workbench软件建立仿真分析,对轴系回旋振动涡动频率及响应和轴系振动对轴承基座的影响进行研究。研究表明,有限元法计算所得回旋振动的固有频率与传统的传递矩阵法结果一致。通过轴系激励力的分析,给出有限元法回旋振动响应的分析方法,获取轴系振动的位移响应。提取轴承处频域激励力施加于尾轴承上,得到尾轴承基座上点的振动响应加速度。设计台架测试方案,通过试验验证轴系振动的位移响应和轴承基座振动加速度响应计算的正确性。基于有限元的轴系回旋振动涡动频率及响应提出的计算方法,可为推进轴系振动对舰船声辐射的研究提供一定的理论指导。     

考虑艇体变形影响的轴系合理校中

为提高潜器推进轴系校中计算的准确度,使计算结果与实际情况更为接近,必须考虑艇体变形对轴承变位的影响,并将其作为轴系校中计算的初始边界条件。通过三维有限元计算,分析模型潜器的整艇湿表面结构在重力和水压作用下的变形情况,由此获得艇体艉部的结构变形数据。提出“共线程度”的概念和计算方法,将艇体结构变形数据转化为轴系各轴承相对变位数据,作为潜器推进轴系合理校中计算轴承的初始变位。利用轴系合理校中计算程序,在考虑艇体变形和轴承刚度的条件下,对模型潜器的轴系布置进行优化计算。结果表明：安装时,1#、2#、3#轴承位于理论中心线上,4#轴承变位为理论中心线向上0.4 mm能够获得合理的轴系校中状态。     

Research on shafting alignment considering ship hull deformations

Ship hull deformation is one of the most significant influences on propulsion shafting alignment. Based on the calculation fundamentals of ship hull deformations, a new method of shafting alignment considering ship hull deformations is proposed in this paper. Ship loadings, wave loads and environment temperature differences in some extreme conditions, as well as elastic constraints, are simulated and applied to the finite element model of 76,000 DWT product oil tanker, so that ship hull deformations can be solved. Then, the deformations of the double bottom are converted to bearing offsets, which behave as boundary constraints for shafting alignment calculations. Taking the condition of light ship in calm water as a reference, the impact of hull deformations on shafting alignment is analyzed and optimized shafting alignment considering ship hull deformations is realized.     

控制船舶轴系纵向振动的动力吸振器参数优化研究(英文)

在船舶轴系中安装动力吸振器是减小船舶轴系纵向振动的有效方法,而动力吸振器的参数合理优化配置是控制轴系纵向振动的重要手段。将船舶轴系等效为多自由度系统,基于有限单元法建立船舶轴系纵向振动运动模型,并通过加装动力吸振器用于控制船舶轴系纵向振动。运用重分析方法求解轴系运动方程得到推力轴承处的力传递率和能量传递率,将二者作为评价动力吸振器对轴系振动控制效果的指标。在研究轴系响应频率范围内,提出将求解全局最优解较强的遗传算法与多目标优化算法相结合以优化动力吸振器参数;并且研究特定共振峰消减的参数优化问题。最后通过算例,比较不同目标函数以及动力吸振器不同安装位置对轴系纵向振动控制的影响,验证文中优化算法的可行性。     

考虑船体变形的轴系动态校中算法

船体变形是影响轴系校中质量的关键动态因素，其对船舶的安全运营起着至关重要的作用。对此，本文在船舶轴系合理校中计算的基础上，提出了一种考虑船体变形的轴系动态校中算法。通过研究船体变形对轴承相对位移的影响变化，结合轴系结构特点和船级社的相关统计规律，得到了在船体变形下轴承相对位移的数学表达式；将主机轴承脱空作为临界点，计算出轴系所能承受的最大船体变形，并以此确定了轴承位移的安全余量。以176000DWT散货船为例，实现了考虑船体变形的轴系动态校中，并验证了算法的准确性。     

有限元法用于船舶轴系校中计算

针对某船舶动力系统试验用轴系,运用有限元法建立了轴系校中计算的力学模型,简述了轴系校中的计算方法及计算控制条件,详细介绍了轴承负荷影响系数、3种校中状态(直线校中冷态、合理校中热态、合理校中冷态)的轴线变形及轴承负荷、现场轴系校中(安装状态)的法兰开口及偏移值等计算结果,最后通过顶举法对轴承负荷进行实测检验,结果表明计算值与实测值吻合.说明采用有限元法进行轴系校中计算是非常有效的,是今后轴系校中计算的发展方向.