某破冰船调距机构疲劳强度分析

本文介绍了DNVGL规范中桨叶冰载的计算方法和基于Palmgren-Miner准则的调距机构疲劳计算方法,然后将该方法应用于极地冰区PC-5级强度设计的某破冰船调距桨装置,计算了桨叶最大冰载,并将冰载施加到调距机构有限元模型上,得到了调距机构的最大主应力,由此计算出平均应力和应力幅值,按照Palmgren-Miner准则计算了该调距机构的疲劳强度。计算结果表明,调距机构的MDR值都小于1.0,满足DNVGL规范要求。     

某破冰船调距机构有限元强度计算

调距桨是破冰船常用的推进型式,DNV GL船级社在破冰船调距机构的强度计算上积累了丰富的经验。文章针对按极地冰区PC-5级强度设计的破冰船调距机构,根据DNV GL规范,采用有限元方法对该调距机构进行了强度计算。首先依照DNV GL规范计算了桨叶失效冰载,然后分2种工况采用有限元仿真计算了在桨叶失效冰载作用下调距机构的强度。计算结果表明:该调距机构强度满足DNV GL规范的要求。     

冰区加强型桨毂调距机构的设计

调距桨装置是破冰船常用的推进型式,国内以往并无破冰船调距桨装置的设计经验,技术储备很少。本文针对某型按照DNV规范PC-5级设计的破冰船用调距桨装置,分析了冰区加强型桨毂调距机构毂径比的确定原则、冰载施加方法、调距机构强度计算部位和要求、优化设计、材料选用原则等,对类似的冰区加强型桨毂调距机构设计提供了有益参考。     

极地船轴系的强度设计分析

极地船舶的开发是我国极地战略目标的重要支撑部分，而船舶的动力心脏——推进系统的强度设计因极地冰区的多工况航行变得更为复杂。为保证船舶在极地航行的可靠性和安全性，该文介绍了DNV船级社关于极地船轴系强度的基本设计理念和相应的规范要求。关于冰载激励对推进系统设备的影响，DNV基于其经验推荐了1种考虑柴油机气缸激励和冰载激励相位角的数字解决方案。文中应用DNV开发的Nauticus Machinery软件对某PC4级别的冰区船舶轴系分别进行了时域和频域扭振计算，然后采用Palmgren-Miner线性累积疲劳方法进行了该轴系尺寸的合规性分析，并对时域分析结果和频域分析结果进行了比较。针对极区船推进轴系的强度设计，文章提出了1种迭代方案来进行轴系的尺寸设计及优化。     

某船调距桨转叶力矩计算分析

针对某船调距桨终结设计后转叶力矩的计算问题,对调距桨最大转叶力矩进行研究.通过分析桨叶受力情况,计算桨叶受力作用半径;分析转叶力矩组成,分别研究计算推力和切向力产生的摩擦转叶力矩、离心力产生的转叶力矩和最大水动力转叶力矩;计算伺服油缸油压,并与实船调距油压进行比较.研究结果表明:调距桨转叶力矩计算方法可行,摩擦力转叶力...     

基于CFD分析的调距桨水动力性能研究

为了掌握工程设计中调距桨在各种工况下的性能,分析调距桨在调距过程中不同螺距角下桨叶的水动力性能,比较不同螺距角下桨叶产生的推力、转矩和转叶力矩,总结出桨叶推力、转矩和转叶力矩随螺距角变化的规律,计算结果与理论设计值结果基本一致,为工程中调距桨的设计提供参考依据。     

KL72/4-ST型调距桨简介

0引言船舶调距桨省去了主机换向装置,可实现船舶的无级变速,改善船舶操纵性能;其广泛应用于具有多样航行工况的运输船舶、工程船舶及军舰。本文简单介绍KL72/4-ST型调距桨的结构组成和工作原理,供同人参考。1调距桨系统调距桨系统主要由桨毂桨叶部分、调距机构、传动轴部分、配油器和液压系统等组成。1.1桨毂桨叶部分可调螺距螺旋桨的桨毂桨叶部分由桨毂和桨叶组成。桨毂内部装有调距机构,用于调整桨叶螺距;     

某型调距桨应急装置故障机理分析

三条某型船所装调距桨装置在试验阶段出现应急调距故障,通过对故障调距桨装置的拆检,分析故障机理在于轴承环在安装过程中产生了较大变形,导致桨叶轴承间隙过小,使得桨毂机构调距摩擦阻力过大,从而无法实现应急调距功能。为了能够准确、有效地揭示轴承环安装变形对桨叶轴承间隙的影响,以有限元技术为支撑,采用转角计算的方法,得出较为准确的计算结果。同时,对产品的技术状态和工艺状态进行了改进与调整,从根源上解决了此类故障问题。     

调距桨桨毂加载重块考核试验的设计原理

桨毂是调距机构及桨叶等部件的安装基础构件,承受了较大的载荷.从桨毂受力的角度,模拟桨叶受力的加载重块离心力对叶根法兰中心产生的弯矩和离心力能有效模拟实际机构的推力弯矩、扭力弯矩、离心力和离心力扭矩,具备试验可行性.为评估试验误差,将有限元计算方法和试验结合应用,利用试验检验有限元计算的准确性,反之,有限元计算能有效评估...     

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。     

某型船用调距桨系统简介

对比了调距桨和定距桨的区别,以某型船舶调距桨为例,简要介绍了调距桨桨毂结构、桨叶支承机构、转叶机构、双油管结构和调距桨液压系统;为调距桨设计人员和使用者提供了较为全面的调距桨相关知识。     

五叶调距桨的桨叶优化组合及整桨静平衡方法研究

主要进行了如下两个方面的工作：（1）列出了五叶调距桨桨叶的可能组合形式，并给出偏心距计算公式，据此可以得出具有最小偏心距的桨叶组合；（2）对现有规范中的整桨静平衡方法进行了拓展，给出了通过静平衡试验数据计算工艺装置心轴的摩擦力矩和整桨偏心距的方法，弥补了原有方法的不足。对于螺旋桨的研制有参考价值。     

调距桨桨毂机构与轴系系统的抗冲击有限元分析

针对某型调距桨桨毂机构建立有限元模型,考虑将瞬时冲击作用等效为静力载荷,以惯性力的形式施加于桨毂机构上,并基于模态叠加的思想,求解等效静力载荷,进而获得该阶次模态下桨毂机构各构件的应力响应结果,最终计算调距桨机构中螺栓连接件的等效冲击应力。     

燃气轮机防冰进气管道应力补偿设计

在研究某燃气轮机防冰进气管道结构布局和使用条件的基础上,基于软件CAEPIPE建立了燃气轮机防冰进气管道应力计算模型;通过添加膨胀节、限位器和弹性支架进行补偿设计;采用米塞斯应力准则进行应力计算,确定补偿后管道应力分布状况、位移和最大应力部位,并进行应力评定。结果表明:补偿设计方案合理可行。该研究工作对我国船舶燃气轮机防冰进气管道的补偿设计具有一定的参考价值。     

基于数值计算的调距桨桨叶强度校核方法

针对复杂的螺旋桨几何外形和载荷分布,为解决其强度校核问题,首先,采用单向流固耦合CFD方法和有限元方法对螺旋桨的结构强度进行计算分析,通过与文献推荐的安全系数进行比较,验证了该方法的合理性;然后,采用此方法对设计的调距桨在设计工况和系柱工况进行强度校核,同时与校核规范进行比较。结果表明,和现有的强度校核规范相比,此方法能提供更多的调距桨结构强度信息。该方法是先求解RANS方程来获取桨模表面的水动力压力系数,然后划分实桨的有限元模型,再把压力系数插值到有限元网格节点上计算得到实桨表面的水动力载荷,同时施加离心力,求解得到最大等效应力和应变,从而计算得到安全系数,可为调距桨的强度研究提供一种数值计算手段。     

冰载荷和纵倾角对螺旋桨强度的影响

[目的]在冰区航行对船舶螺旋桨强度的要求很高,因此对不同情况下螺旋桨的强度进行研究十分重要。[方法]基于有限元方法,以Workbench为工具,计算在冰区运行的不同纵倾角螺旋桨不同工况下的应力、应变,并在计算前开展网格收敛性研究。[结果]由分析计算结果可知:冰级越低,螺旋桨桨叶受到的冰载荷就越小,应力、应变也越小;部分工况下螺旋桨的应力、应变变化十分类似;较大的纵倾角对螺旋桨桨叶的应力、应变影响较大。[结论]计算结果可为冰区船舶螺旋桨的强度设计提供参考。     

五叶调距桨的桨叶优化组合及整桨静平衡方法研究

主要进行了如下两个方面的研究：①列出了五叶调距桨的可能组合形式,给出了偏心距计算公式,据此可以得出具有最小偏心距的桨叶组合;②对现有规范中的整桨静平衡方法进行了拓展,给出了通过静平衡试验数据计算工艺装置的摩擦力矩和整桨偏心距的方法,弥补了原有方法的不足。对于螺旋桨的研制具有参考价值。     

可调螺距螺旋桨水动力性能分析

利用面元法分析可调距螺旋桨的水动力性能.计算过程中,采用较为简捷的关于扰动速度势的基本积分微分方程,并采用双曲面形状的面元以消除面元间的的间隙,Newton-laphson迭代过程被用来在桨叶随边满足压力Kutta条件,使桨叶上下表面的的压力在随边有良好的一致性,同时用模拟物体真实行状的面元法来解决调距桨在螺距变化时的叶剖面畸变的问题.用Morino导出的解析计算公式来计算面元的影响系数,加快了数值计算的速度.以无厚度线性尾涡模拟桨叶泄出涡.调距螺旋桨最佳转轴位置由理论方法求出,使得桨叶的转叶矩为零.计算过程中计入了桨毂的影响,并分析了桨毂对桨叶表面压力分布的影响.最后给出了调矩螺旋桨水动力性能随随螺距的变化规律,并和试验结果作了比较分析.     

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。     

船用螺旋桨桨叶应力数值计算

综合运用计算流体力学(CFD)与有限元分析(FEA)方法对船用螺旋桨桨叶应力进行数值模拟和分析。采用CFD方法对设计工况与非设计工况的敞水特性进行数值模拟;将CFD数值模拟所得的空间水动力作为外部载荷,采用有限元方法对桨叶应力进行计算分析。以5叶侧斜桨为算例,得到的推力系数、转矩系数与敞水试验值具有较好的一致性,得到的桨叶应力结果与理论分析相吻合,本方法可对桨叶应力进行准确的数值预报。