舵装置的可靠性设计研究

针对舵装置的传统设计方法在保证可靠性上存在的问题,提出对舵装置可靠性设计的重要性.通过对舵装置的可靠性分析,以舵杆为例详细介绍了与传统设计相结合的可靠性设计方法.     

舵装置可靠性设计

针对舵装置的传统设计方法在保证可靠性上存在的问题，指出对舵装置进行可靠性设计的重要性，以舵杆为例详细介绍与传统设计相结合的可靠性设计方法。     

船舶舵设备可靠性设计

分析船舶舵设备设计中的计算工况、应力计算方法、材料性能、结构尺寸和强度裕度等不确定因素,开展舵设备可靠性设计。结合传统设计方法给出舵设备可靠性设计流程,建立舵系统可靠性模型,提出舵设备可靠性指标确定与分配方法。以舵杆为例进行可靠性设计,获得给定可靠性指标下的舵杆尺寸,并进行随机变量分散性影响分析,结果表明舵杆直径和材料强度的分散性对舵杆失效概率影响非常大,设计和加工时应予以重视。最后对多支撑式不平衡舵的舵销结构提出破损安全可靠性分析方法,并进行算例分析。本文可为高可靠性的舵设备设计提供参考。     

舵系直接计算法设计

为了在项目设计初期快速准确地对舵装置进行设计和确定主要构件尺寸,对几个主要船级社规范中对舵系的相关计算要求进行研究和对比,总结其共性要求,并得出结论:需要通过直接计算方案进行舵装置的设计。根据结构力学的模型分解和规范校核等方法,验证可直接用于舵装置设计和确定主要构件尺寸的直接计算方法。     

全回转推进器舵角反馈装置结构及问题的分析

为了提高全回转推进器舵角控制系统的精度和可靠性,首先分析了蜗轮蜗杆转舵和回转支承转舵的舵角反馈装置的工作原理和结构特点,并提出了提高反馈精度、降低成本的方法;其次指出舵角反馈装置调试运行中的常见问题,找出问题原因并提出解决问题的措施,从而提高设计人员、调试维修人员的工作效率.     

舵装置的优化设计

为使"渤船"第五代苏伊士船型具有良好的操纵性能,提高市场竞争力,对船体设备舵装置设计方案和实际选型计算进行研究和讨论。对多个舵选型公式进行对比,在完成船型研发任务的同时形成一套合理的舵系设计流程:参考同类型先进船型信息,结合规范要求和水池方意见,确定舵装置设计参数。该设计流程可在较大程度上提高工作效率和质量,为快速研发新船型提供支持。     

X舵潜艇等效舵角转换装置设计研究

针对X舵潜艇人工操舵不直观这一现象，提出了等效舵角转换设计思想，给出了X舵与十字舵等效舵角转换数学模型，并对X舵潜艇等效舵角转换装置进行了设计研究。     

X舵潜艇等效舵角转换装置设计与仿真分析

针对X舵潜艇人工操舵不直观这一现象,提出了等效舵角转换设计思想,给出了X舵一十字舵等效舵角转换数学模型,并对X舵潜艇等效舵角转换装置进行了设计研究.在等效舵角转换数学模型基础上编制了X舵潜艇集中控制操舵系统软件并进行了仿真分析.     

浅谈船舶舵浆装置的质量控制

船舶舵浆装置对于船舶航行安全的重要性,所以对于如何提高船舶舵浆装置安装和调试的质量,本文通过对船舶舵浆装置技术规范的介绍以及船舶舵浆装置容易出现的故障分析和对船舶舵浆装置进行质量控制的重点论述,使施工人员在进行舵浆装置安装时能够有所启迪。     

舵球推力鳍对最小推进功率的影响

针对安装有水动力节能装置的船舶,在最小推进功率的评估中,IMO临时导则的估算公式尚未涉及节能装置的影响。以数值模拟为主要手段,以大型散货船及其舵球推力鳍为研究对象,在验证了数值模拟方法的可靠性之后,重点对舵球推力鳍影响下的伴流分数、推力减额以及产生的节能效果进行了研究,为完善最小推进功率导则提供技术支撑。研究认为,临时导则第3.9条中静水阻力经验公式有良好的精度;舵球推力鳍对船舶静水阻力的影响很小,几乎可以忽略不计;数值计算结果显示,舵球推力鳍对推力减额、伴流分数有明显的影响,舵球推力鳍在超低航速时的节能效果远高于设计航速的节能效果,但是经验公式中并没有考虑节能装置在超低航速时对推进性能的影响。     

CATIA曲面参数化设计在舵装置设计中的应用

提出了CATIA曲面参数化设计在船舶舵装置方面的应用，并以NACA系列舵为例，重点介绍了如何利用CATIA建立舵装置模型，从而实现参数化设计的过程。最后简单介绍了根据设计要求改变基本参数并形成所需舵装置的工作流程。     

水下航行体X型正交舵控制参数设计研究

建立X舵与等效十字舵舵角相互转换的数学模型,提出X舵-十字舵等效舵角转换装置设计思想并以某型潜艇为例进行了仿真验证.通过该装置可有效地利用舵资源,最大限度地提高X型正交舵的操纵性能,并且可以解决X舵4个舵板间的交互影响,充分挖掘水下航行体的操控性能.     

潜艇贝壳舵的试验和理论研究

本文设计了一种新型潜艇首舵──贝壳舵，并进行了系统的模型试验、水动力特性分析和操纵性计算。研究表明，贝壳舵能在保持原型艇操纵性的基础上，简化潜艇首舵操舵机构，提高设备的可靠性。     

一体化桨舵装置造型设计及水动力计算方法研究

以一体化桨舵装置为分析对象,详细论述了该装置的造型设计及水动力计算方法。通过MATLAB计算模型的空间坐标,实现模型的建立及运动学仿真。基于MATLAB和Turbo Grid划分螺旋桨周围的流体网格,以ANSYS CFX分析不同桨舵装置的水动力性能,比较了不同水动力计算结果,为一体化桨舵装置水动力计算提供了基本思路。     

关于舵在尾斜浪和横浪中横摇衰减效果的理论研究

由于操舵时不仅产生摇首力矩,同时也产生横摇力矩,故利用这一效果来减低横摇就成为一个合乎逻辑的设想。 借助于自动操舵仪和附加的横摇反馈控制,有可能在外界扰动和舵对横摇的扰动力矩之间建立起适当的相位关系。本文将基于势流理论和切片方法的船舶在波浪中运动的理论计算方法加以扩展,来估价受控舵作为一种横摇衰减装置的可行性和有效性。 文中给出了一些理论考虑和装备减摇舵的一艘特定船舶在尾斜浪和横浪中运动的数值计算结果及分析。 分析表明,附加的横摇角速度反馈控制下的舵能在几乎所有感兴趣的波长范围内减低横摇,特别是在横浪中及船舶横摇固有频率附近最为有效。至少减摇舵能减低自动操舵仪所激起的横摇运动。受控舵作为一种减摇装置是可行和有效的。与减摇鳍和减摇水舱相比,减摇舵是个经济的选择。 若用本文中提出的方法,对欲装备减摇舵的指定船舶进行系统的计算,则能对减摇舵的性能作出综合评价,并为该船的减摇舵控制系统参数设计提供量的指导。     

全悬挂舵舵承设计

通过研究,合理设计全悬挂舵舵承,该设计可节约空间并减小舵系设备质量。从常规及嵌入式舵承受力计算分析、嵌入式舵承结构设计、嵌入式舵承润滑设计和舵承止推设计等4个方面对全悬挂舵舵承的设计方法进行探究,掌握其设计方法,并对嵌入式舵承止推进行计算校核,保证舵承设计的合理可靠。该设计方法可为采用全悬挂舵船舶的舵承提供设计参考。     

船舶舵装置结构三维有限元仿真研究

在船舶舵装置结构系统的强度分析中,以往采用解析法进行计算分析,在计算中必须引入大量的简化假设,导致其结果精度较低。现针对某船舵装置系统结构采用三维有限元进行离散,通过选取适当单元,使用内部多点约束和接触算法、建立包括舵杆、舵板、半悬挂舵臂和船体舵机舱结构的完整有限元模型;使模型与结构的相似度较传统方法有很大的提高。最后通过施加流体软件计算的水动力载荷分析舵装置系统各部分的应力和变形,从而对结构的强度作出评价。     

舵空化的精细流场及其非定常水动力性能数值计算

[目的]为深入研究舵空化时的精细流场及其非定常水动力性能的相关规律,[方法]针对某型船的桨、舵模型进行建模,采用结构化网格、SST k-ω湍流模型和流体体积(VOF)方法对舵空泡进行计算。针对舵空泡问题进行实船观测试验,将舵空泡的计算结果与实船舵空泡的观测结果进行对比,验证数值方法的可靠性。对舵空泡的周期性变化进行探讨和分析,并基于空化和非空化2种状态对3种舵角下的舵空泡进行计算。[结果]结果显示,当空化范围较小时,空化对舵力时均值的影响较小,随着空化范围的增加,空化对舵力时均值的影响明显变大,尤其是舵效显著降低;一旦发生空化,舵非定常力的脉动幅值将大幅增加,且空化范围越大,舵非定常力的脉动幅值越大。[结论]研究结果可为评估空化发生后舵的水动力性能及舵的优化设计提供技术支撑。     

舵球鳍参数对扭曲舵水动力性能的影响研究（英文）

文章对桨后普通舵和扭曲舵的水动力性能进行了试验研究,并采用计算流体力学方法对桨舵系统的水动力性能进行计算,得到了不同进速系数下的推力系数、扭矩系数以及敞水效率,并绘制了敞水性能曲线。通过桨舵模型试验值与计算值的对比,验证了计算方法的可靠性。为了进一步提高扭曲舵的节能效果,在扭曲舵前安装了舵球,优化舵球的半径后在舵球两端安装推力鳍,通过优选推力鳍的各个参数(安装位置、展弦比和安装角),使桨舵系统的敞水效率逐步提高。确定了舵球鳍的最优参数后,桨—扭曲舵系统的效率进一步提高1.2%。最后通过观察舵表面压力分布、舵附近轴向速度和迹线分布,分析了舵球鳍对桨舵干扰的影响。     

船舶自动舵控制系统实施改造的研究及实现

介绍了TS-75型自动舵系统的组成概况，分析了舵机抖动的机理，指出了该舵机抖动的根本原因是由于其控制电路的故障引起的，并提出解决该问题的有效方法是利用PLC（Programmable Logic Controller）技术对舵机控制系统进行改造。通过对船舶自动舵控制系统的控制原理、控制方法及存在的问题进行研究后，设计了基于PLC技术的自动舵控制方案，讨论了其具有的优点。利用PLC的模块化结构组态自动舵控制系统，实现船舶自动舵的自整定PID（Proportional Integral Differential）制，说明了STEP7 PID—TUNE的使用方法。基于PLC自整定PID控制的自动舵满足船舶的各种动态特性指标，能提高舵机控制系统的可靠性和经济性。