数字孪生技术在船舶全生命周期的应用架构

详细介绍数字孪生技术的发展历史和概念内涵。将包括物理实体、虚拟模型、服务系统、孪生数据和链接的五维应用模型与船舶全生命周期管理相结合,提出基于数字孪生的船舶全生命周期应用架构。针对船舶研制阶段和营运阶段,提出适用的数字孪生应用框架。为船舶的智能化发展和数字孪生技术在船舶行业的应用提出建议。     

基于数字孪生的船舶预测性维护系统

针对造船技术和需求的发展,使得船舶维护面临着成本不断上升的问题,提出面对高端复杂船舶采用数字孪生技术进行预测性维护。在研究了数字孪生预测性维护模型模型基础上,将其分为创建数字孪生体、数据获取、数据预处理、模型训练、故障预测与诊断和设备维护六个阶段,并分别介绍了各阶段的主要任务和技术。最后分析总结了进行数字孪生船舶预测性维护难点及发展路径。     

船舶推进轴系冲击特性试验研究

文章对船舶推进轴系冲击特性进行试验研究.为了和理论模型相比较,设计、制作了轴系试验模型,进行了轴系固有频率测试和冲击试验研究.冲击试验测试值与理论预估值基本一致,验证了轴系冲击动力学理论模型的可靠性和适用性.     

基于数字孪生的测试场景架构及应用研究

虚拟测试场景在智能船舶评估中占有重要地位,数字孪生技术能够对现实环境进行描述、预测,实现智能现实环境与虚拟场景的交互映射。本文探索如何将数字孪生应用于智能船舶虚拟测试,构建船舶和环境数字孪生体来实现船舶在现实环境中如何获取数据、在哪获取数据,获取何种数据映射到虚拟测试场景中,并寻求更为准确的参数。初步构建出基于数字孪生的船舶虚拟测试场景架构,基于该架构进行虚拟测试前后以及船舶远程操作时延优化应用,该架构具有一定的有效性和可靠性。基于数字孪生技术能够提高智能船舶虚拟测试系统的效率和操作精度,增强实验结果的可靠性。     

中间轴承对船舶轴系力学状态影响的数字模拟

本文以主机为WNSD7RTA62U的某油轮的轴系为对象,通过对比分析四种不同的中间轴承的布置方案,评价了中间轴承对船舶轴系力学状态的影响.本文轴系合理校中与轴系回旋振动的数字计算结果表明,中间轴承对船舶轴系的状态存在着比较复杂的作用,首先在常规设计中,必须对中间轴承的位置进行三维优化;其次取消中间轴承的非常规设计,对船舶轴系的状态的改善是可行的.这对解决大型船舶轴系校中受船体变形影响和革新大型船舶轴系的传统设计与计算是有用的.     

基于多源异构模型和数字孪生的船舶运动仿真

随着科学的发展,船舶运动仿真系统也趋于复杂化,以往的建模与仿真手段难以满足智能船舶数字化的发展需要,利用多源异构建模协同仿真技术与数字孪生技术能够解决复杂系统仿真困难的问题。本文剖析当下国内外多源异构建模协同仿真技术和数字孪生技术,设计多源异构建模方法和协同仿真系统,提出基于数字孪生技术的船舶运动仿真设计框架和关键技术,为船舶运动的数字化研究提供借鉴和参考。     

人工智能和数字孪生在船体结构安全评估中的应用探索

为能实时准确地获取船体结构载荷监测数据,顺应结构“数字孪生”概念的发展,对基于人工智能的结构载荷反演技术进行研究。介绍基于人工智能的结构载荷反演技术的研究进展情况,探讨其在船舶安全评估领域应用的有效性和难点。在此基础上,介绍数字孪生的基本概念和发展历程,并结合船舶领域已有的技术基础,探讨数字孪生的应用前景和亟需突破的关键技术。     

船舶轴系装配用智能支架的研究与实现

针对船舶推进轴系装配工艺中存在的安装移位速度慢、装配精度低、定位费时费力等不足,设计了一套模块化的船舶轴系装配用智能支架,并在船舶轴系装配试验台上进行了装配试验和误差分析。研究结果表明,该系统可以根据操作人员的指令,自动实现轴系空间位置和姿态的高精度控制,位置精度可达0.01 mm,角度精度可达0.01?。在选用的常用测量设备的误差范围内,可以保证装配轴系位置和姿态的高精度控制,能高效、安全地完成船舶轴系的装配,显著缩短船舶轴系的建造周期。     

船舶与海上设施数字孪生技术应用

<正>在船舶与海上设施行业,将数字孪生技术应用于船舶与海上设施行业的设计、制造、运营等全生命周期阶段,是提高设计效率、提升数字化运维管控水平、改善配套产业发展等的有效手段。然而数字孪生是一个涉及多学科、多领域的复杂问题,当数字孪生被快速大规模应用时,     

油膜力耦合下质量偏心对船舶轴系振动的影响

船舶轴系运转的稳定性是船舶动力推进的重要性能,然而由于工作载荷变化的影响,航行中轴系的回转运动是不稳定的,常常伴随着回旋振动和扭转振动,导致轴系出现故障.同时由于船体变形、轴系校中状态和传动轴加工误差等等原因,船舶轴系存在质量偏心,在船舶轴承油膜力的耦合作用下,质量偏心是激起推进轴系振动的重要因素之一.文中研究了船舶轴承油膜力耦合作用下质量偏心对轴系回旋振动以及振动稳定性的影响关系,揭示了质量偏心对轴系振动的危害性.     

基于数字孪生的船舶管件加工生产线柔性管控系统

针对现有船舶管件加工在生产管理、调试和生产线柔性管控等方面的不足，利用数字孪生技术，进行船舶管件加工生产线虚拟模型构建、虚实生产线同步行为设计、虚实生产线交互接口设计、信息分析和生产线柔性管控等方面研究，设计开发基于数字孪生的船舶管件加工数字化生产线柔性管控系统，实现船舶管件加工生产线自动生产和远程管控等。该系统可为其他离散型制造生产线建设和管控系统设计提供借鉴。     

船舶推力轴承纵向液压减振技术研究

针对船舶轴系的纵向振动情况,研究一种嵌入式船舶推力轴承纵向液压减振器,以隔离螺旋桨脉动激励而引起的船舶轴系纵向振动。首先,建立桨轴系统的动力学模型,分析船舶推进轴系纵向减振特点;其次,提出液压减振器模型,开展动力学分析并提出动刚度计算方法;最后开展系统减振效果验证试验,结果表明推力轴承集成纵向液压减振器后可明显降低轴系纵向振动,为船舶轴系声学设计提供方法。     

基于可变油膜刚度系数的船舶推进轴系模态仿真与分析

在船舶推进轴系运行过程中,油膜力发生变化会对轴承的刚度产生重要影响.为准确描述船舶推进轴系的运行状态,分析其变化规律,以油膜动力学为基础,结合油膜刚度系数计算方法,推导出四参数可变油膜刚度系数计算方程.以某64 000载重吨散货船为研究对象,建立船舶推进轴系有限元模型,并对其进行模态仿真计算,比较分析船舶推进轴系主要阶...     

船舶扭振计算软件开发及关键技术研究

船舶动力系统的推进轴系是指柴油主机输出端轴承到船舶螺旋桨之间的部分,对船舶动力性能起着关键性的作用。船舶推进轴系的结构复杂,轴系的扭转和振动对各轴承和部件有不利的影响,因此,研究和降低推进轴系的扭振计算有十分重要的意义。本文建立船舶推进轴系的扭振数学模型,在此基础上系统研究推进轴系扭振运动和响应计算,并在软件Matlab平台上完成船舶扭振计算软件的设计和开发。     

船舶轴系扭转振动消减方法研究

船舶轴系是船舶推进系统的主要组成部分,轴系产生的扭转振动是引发船舶推进系统事故的重要因素之一。在分析了船舶轴系扭转振动产生的原因、计算方法以及减振措施之后,并以某型船舶为例,利用轴系扭振计算软件,研究了优化该船轴系扭振的措施。     

基于有限元方法的船舶推进轴系碰撞损伤研究

为探究船舶因碰撞而对船舶推进轴系运动特性所造成的影响,利用有限元方法对碰撞后的船舶推进轴系运动进行数值仿真,分析船舶发生碰撞时冲击力对轴系支撑的损伤,研究碰撞损伤后的轴系安全转速范围。结果表明:船舶在碰撞过程中所受的冲击力能够引起船舶轴系运动特性的改变,且冲击力过大会造成船舶轴系的损伤甚至断裂;船舶若须继续航行则应控制在合理航速范围内,避免因冲击力而对船舶轴系造成二次损伤。     

基于运行模态分析的船舶推进轴系状态监测

论文提出一种基于运行模态分析(OMA)的新的船舶推进轴系状态监测方法。论文以船舶推进轴系试验台为试验对象,获取轴系运行时不同加载工况下的扭振信号,利用基于数据的随机子空间法(DD-SSI)识别扭振的固有频率,并与已知的试验模态分析(EMA)识别的轴系静态时同一加载工况下的结果进行对比,验证运行模态分析识别结果的准确性,并研究不同加载工况下轴系扭振固有频率随加载工况的变化规律。试验结果表明,运行模态分析能够准确识别轴系的扭振固有频率,且扭振固有频率的增量与加载量呈正相关,因而运行模态分析可以用作一种新的船舶推进轴系状态监测方法。     

船舶轴系动态校中三弯矩方程的应用

轴系校中是船舶推进轴系安装过程中必不可少的环节,保证了船舶推进系统的可靠性和安全性等。经过几十年的研究,船舶轴系校中的方法经历了由静态校中发展到动态校中过程,轴系校中的精度和效率越来越高。本文在传统船舶轴系校中方法的基础上,研究一种基于三弯矩方程的轴系动态校中方法,并对轴系校中过程的纵向振动和回旋振动进行系统研究。     

基于数字孪生技术的船体结构设计研究

由于传统舰船设计方法中存在船体结构设计不合理、设计效率低、多任务协调性差、准确性验证不足、辅助决策功能不成熟等一系列问题,研究基于数字孪生技术的船体结构设计方案。根据船体设计物理信息,使用三维建模技术构建船体结构数字孪生体,采用第三代波浪数值模型求解海洋环境矢量场,模拟真实海洋环境,实现船舶虚拟呈现。通过刚体六自由度运动方程建立船体水动力模型,模拟船舶航行状态,根据模拟航行的测试结果不断迭代优化船体结构设计方案,最终实现船体结构设计优化。实验表明,该方法构建的船舶数字孪生体效果非常逼真,航行模拟状态很准确,相对误差很小,完全可以达到船体结构性能测试的要求。     

基于Ansys的船舶轴系动态校中研究

船舶轴系是柴油主机与螺旋桨之间的连接装置,起到动力传输的重要作用,轴系安装质量的好坏决定了船舶的振动特性、使用寿命和动力性能。近年来,各种类型的大型船舶(如LNG船、集装箱船等)数量猛增,船舶推进轴系在刚度提升的同时,轴系动态校中也成为了研究的重点。本文针对多影响因素下的船舶轴系装配问题,研究了船舶轴系的动态校中技术,并利用有限元分析软件Ansys对轴系的动态校中过程进行分析和仿真。