调距桨桨毂机构水动力负荷加载方式仿真研究

本文首先对某调距桨进行了CFD仿真分析,然后将CFD计算得到的桨叶分布式压力负荷加载至调距桨桨毂有限元模型的桨叶上进行有限元静强度仿真计算,并与多点约束集中(MPC)加载方式的计算结果进行比较。因分布式压力加载方式更接近真实加载情况,更适应于精度要求较高的高负载调距桨桨毂设计,与分布式压强加载相比,虽然MPC加载方式精度较低,但因其载荷加载处理与仿真计算时间大为缩短,得到的结果偏安全,因此适用于一般的工程强度估算校核。     

调距桨桨叶连接螺栓过渡圆角光弹性试验研究

苛刻的空间尺寸要求和严酷的使用环境使得调距桨桨叶连接螺栓设计极为重要,为研究连接螺栓螺帽螺杆圆角过渡区域因截面形状突变存在的应力集中情况和应力分布规律,以某型调距桨桨叶连接螺栓联接组件作为试验模型,采用光弹性试验方法测得其应力分布和应力集中系数,并与有限元仿真分析结果进行了对比验证,为桨叶连接螺栓组件结构设计及其优化提供重要支撑。     

调距桨叶根螺栓应力试验测试

通过调距桨静态加载试验,对叶根螺栓杆部进行贴片测试应力应变,并与理论计算、仿真分析结果进行对比验证,试验测试结果与相同工况下的仿真分析计算结果基本一致,趋势相同,验证了有限元仿真分析计算结果的准确性与合理性,为叶根螺栓的强度校核与优化设计提供了参考依据。     

调距桨叶根螺栓与曲柄盘静强度设计研究

采用集中载荷加载的方法,对调距桨模拟桨叶施加额定工况、极限工况条件下的推力、切力、离心力、推力弯矩和切力弯矩,对叶根螺栓和曲柄盘进行试验,并将测试结果与仿真分析结果进行对比,验证承受高载荷的桨毂组件静强度设计的合理性以及仿真分析的正确性,以化解桨毂组件的静强度设计风险。     

调距桨叶根螺栓与曲柄盘静强度设计研究

采用集中载荷加载的方法，对调距桨模拟桨叶施加额定工况、极限工况条件下的推力、切力、离心力、推力弯矩和切力弯矩，通过对叶根螺栓、曲柄盘的试验测试结果与仿真分析结果的对比分析，验证承受高载荷的桨毂组件静强度设计的合理性、仿真分析的正确性，化解桨毂组件静强度设计风险。     

直翼推进器水动力性能数值模拟

在直翼推进器的工作原理分析的基础上，以某型直翼推进器的缩比试验模型为研究对象，利用基于计算流体力学的数值模拟方法进行了建模与仿真，并通过将数值仿真结果与试验数据相比较的方法验证了仿真方法的准确性。在此基础上，对直翼推进器的流场特性、敞水性能、桨叶及整桨载荷等水动力特性进行了分析，为直翼推进器水动力性能预报及桨叶及推进器设计提供了技术支撑。     

某型调距桨装置桨毂组件光弹性试验研究

针对某型调距桨装置桨毂组件进行了三维光弹性实验研究。实验中,采用环氧树脂材料制成了桨毂组件缩比模型。加载与冻结实验后,对样件切片并在光弹性仪的圆偏振光场中进行数据采集。根据切片上的条纹级数并结合应力—光学定律,得到各测点应力值及应力分布。桨毂组件光弹性实验结果可以对桨毂组件应力进行全局性研究,对桨毂组件优化设计提供了有效依据。     

0Cr16Ni5Mo材料氢脆试验研究

针对海水环境中0Cr16Ni5Mo材料调距桨连接螺栓在使用多年后出现的氢脆断裂,对不同热处理状态下的该材料进行了充氢慢拉伸试验、析氢量测试、氢渗透率测试等试验研究,并与进口螺栓实物取样材料进行了对比试验,发现热处理制度对抗氢脆性能影响很大,国产试样抗氢脆能力小于国外试样B,经过淬火500℃回火、550℃回火后的试样抗氢脆能力较好。     

轴法兰螺栓安装失效机理分析

某船在安装过程中发现轴法兰螺栓联接副存在不同程度的咬合。通过现场检查和计算分析,确认螺栓安装失效机理在于加工孔时刀具装夹不正,造成轴法兰沉孔的平面度超差,在对螺栓施加拧紧力矩时,螺栓联接副接触应力超过轴材料屈服强度,从而形成咬合。本文以经典计算和有限元计算作为支撑,揭示了形位公差对螺栓联接的影响,通过控制螺栓联接副的形位公差,同时建议采取适当的防咬合措施,可避免螺栓在安装时发生失效。     

应变电测法测量叶根螺栓扭矩系数

扭矩系数对于螺栓联接拧紧力矩以及轴向力的确定起着至关重要的作用,以叶根螺栓联接组件作为试验模型,通过应变电测试验方法测量螺栓拧紧力矩、杆部轴向力,以此得出螺栓扭矩系数。同时,本试验方法亦可测量螺栓杆部所受扭矩,通过理论公式换算可间接测试螺栓螺纹副以及螺帽头接触端面的摩擦系数。