基于热-结构耦合的船舶艉轴机械密封环材料筛选

艉轴密封装置是船舶推进系统的关键组成部分,其密封性能的优劣直接影响船舶航行的安全性与可靠性。以船舶艉轴机械密封环为研究对象,基于热-结构耦合模型对比分析了赛龙、聚四氟乙烯和碳石墨这3种材料密封环的温度场和结构场差异,并提取动、静环接触面各节点的温度和压力分布。结果表明：3种材料密封环最高温度和接触压力均处于密封环内侧,并由内而外逐渐减小,相同位置处碳石墨密封环的端面温度小于赛龙与聚四氟乙烯密封环,且接触压力较大。综合密封台架试验验证,碳石墨密封环端面温度和摩擦系数较低于另外两种材料密封环,密封性能较好。研究结果对于不同材料配对的船舶艉轴机械密封环材料的筛选具有一定的指导意义。     

船舶艉轴机械密封的热-热应力耦合研究

为了获得艉轴机械密封比较合理的材料配对、温度和热应力分布规律,基于有限元分析软件ANSYS,采用硬质合金、氧化铝陶瓷、斯太立特、铜合金和细粒碳石墨五种材料进行配对并运用直接耦合法进行了热-热应力耦合计算和分析.研究表明:不论采用何种材料配对,端面温度沿着半径方向先上升后下降,总体趋势是内径处的端面温度高于外径处的;不同的材料配对对于端面温度值和热应力有着显著的影响,其中硬质合金与细粒碳石墨的配对比较合理;并且从Von-Mises 应力计算云图中分析发现了旋转环和静止环热应力主要集中的位置.     

新型尾轴密封弹簧组冲击响应分析

利用Ansys软件对轴密封弹簧组进行了冲击载荷响应分析研究.根据前联邦德国国防军舰建造规范BV043/85,采用2个正、反半正弦波输入冲击加速度,进而模拟轴密封装置冲击载荷作用的时间历程.通过比较不同冲击环境下动、静环端面接触压强与比压随时间的变化情况,分析冲击作用对该轴密封弹簧组端面密封性能的影响.数值模拟的结果验证了轴密封装置在冲击环境下的可靠性.     

基于ANSYS的艉轴密封环性能分析研究

为解决在高参数场合下,艉轴密封的密封端面产生力变形,热变形,造成密封失效问题,基于ANSYS软件平台,综合国内外在艉轴密封性能理论研究的新成果,对艉轴密封环建立热-结构耦合稳态的计算艉轴密封性能的有限元模型,并进行了密封性能研究.     

关于改进唇式艉轴密封的建议

唇式艉轴密封已获广泛应用。随着防污染公约的实施,艉轴密封的漏油问题愈来愈受到重视。唇式艉轴密封漏油的原因很多,为了解决这一难题,人们进行了许多有益的探索。     

舰船艉轴密封系统有限元法分析

针对经典力学法只能求解较为简单的工程问题的缺陷,通过有限元法对舰船艉轴的两种常用密封形式进行了动力学分析,将计算结果通过数值方法加以整合,并从中找到与实际运行过程相符的计算结果进行分析,直观地展现了两种密封结构的优缺点.     

27.5米拖（推）船艉轴密封结构的改进

本文分析了２７．５Ｍ拖（推）船原有艉轴螺旋浆端密封结构存在的问题，介绍了自行设计新密封结构的特点和使用情况。     

变工况下船舶艉轴机械密封端面温度场数值分析

以变工况下的船舶艉轴机械密封环为研究对象,采用整体接触耦合法对其进行了热力耦合作用下的温度场有限元计算,重点介绍了船舶艉轴密封环稳态温度场数学计算模型和热流密度载荷的施加思路,依据接触表面的温度连续性条件对变工况时密封端面的接触状况及温度变化趋势进行了分析.结果表明:转速、海水压力以及载荷系数都是引起端面温升的重要原因,各工况下静、动环接触区温度相同,非接触区静环端面温度高于动环,且在热力耦合作用下,密封端面发生锥形变形,呈现开口间隙.     

无漏泄型船舶艉轴密封的研究

本文在论述油润滑船舶艉轴密封的研究和发展的同时,介绍了当前实用的几种无漏泄型船舶艉轴密封的结构和特点。     

船舶尾轴密封装置Ω弹簧

本文对Ω弹簧材料特性进行了分析,通过开展材料成型回弹系数研究、热处理工艺研究及时效热处理对成型尺寸的影响研究,确定了Ω弹簧的工艺参数,成功研制了船舶艉轴密封装置Ω弹簧组件,并通过了试验验证。     

新型艉轴密封装置的有限元分析与设计

利用ANSYS软件对新型艉轴密封结构进行了有限元分析。首先利用非线性壳单元、层合壳单元以及实体单元建立了艉轴密封结构的有限元模型,在此基础上确定了弹簧金属片的最大应力区域、得到了弹簧组结构的刚度曲线、补偿量-比压曲线,最后对艉轴密封结构在轴向、径向周期激励共同作用下的振动特性进行了分析,并讨论了弹簧金属片形状及厚度对结构密封性的影响。数值结果表明了该新型艉轴密封结构的实用性。     

空气弹簧联轴器参数对刚度特性影响仿真分析

通过非线性有限元分析软件MSC.MARC建立空气弹簧有限元模型,分别利用REBAR单元和Herrmann单元模拟帘线以及气胎胶囊,通过空腔结构模拟气囊充气过程中内部压力的变化.比较分析了影响空气弹簧径向刚度及轴向刚度的多种因素,包括结构型式(如气囊对数、气囊容积、气囊高度、气囊有效直径)、气囊帘线材质、帘线层数、帘线的角度、橡胶的材料特性以及气囊初始充气压力等,从而对空气弹簧联轴器参数进行了优化.     

大型巡航救助船快速性研究

结合大型巡航救助船的功能需求和主尺度特点,对其快速性进行分析。采用计算流体力学(CFD)技术对原型方案的线型进行阻力性能计算。根据计算结果,分别对艏部轮廓线形状、球艏、呆木和支架进行优化,得到最终方案,该方案的阻力相比原型方案大幅减小。对最终方案进行模型试验,模型试验结果与CFD计算结果的吻合度良好,证明该船采用的线型优化方法是可靠、可用的。     

基于FSI的尾轴倾角对水润滑轴承润滑特性的影响

应用流固耦合方法,在考虑水润滑尾轴承内部结构和内部流场相互作用的情况下,研究尾轴倾角对轴承水润滑特性的影响,探讨轴承、尾轴与水膜间的流固耦合问题。应用ADINA有限元软件,建立尾轴承流固耦合模型,求解尾轴承水膜压力分布,以及轴承的压力分布、径向变形和有效应力,分析尾轴倾角对尾轴承润滑特性的影响规律。结果表明:当计入尾轴倾角时,尾轴承最大水膜压力出现在轴承尾端,倾角越大,最大水膜压力也越大,且随着尾轴倾角的增大,水膜压力以及轴承的压力、径向变形和有效应力也逐渐增大。     

气囊隔振器机械阻抗特性的有限元分析

为解决气囊振动时囊体和空气之间的声固耦合问题,针对JYQN型气囊建立气囊隔振器机械阻抗的有限元分析方法,借助COMSOL Multiphysics有限元软件进行算例分析,讨论空气波动效应及气囊隔振器相关参数对其机械阻抗特性的影响,结果表明该分析方法合理可行.     

Research on numerical welding experiment of a thick spherical shell structure

In this paper, in order to predict the residual deformation of thick spherical structure, a welding program is compiled in APDL language based on Ansys and a numerical welding experiment of a welding example is carried out. The temperature field of welding was simulated firstly, then a thermal-structure coupling analysis was carried out, and at last the residual stress and deformation after welding were got. After that, the numerical experiment result was compared with physical experiment one. The comparative analysis shows that the numerical simulation fits well with physical experiment. On the basis of that, a three-dimensional numerical experiment of a thick spherical shell structure was carried out to get the changing rule of stress and deformation of a thick spherical shell structure during welding. The research is of great value to the prediction of residual deformation and high precision machining.     

Spar基础浮式风机系泊系统全耦合分析

本文以OC3 Hywind Spar基础浮式风机为研究对象,采用先进的空气动力-水动力耦合时域分析方法,针对其在中国南海某海域风浪流共同作用下,系泊系统、浮式基础运动以及风机与塔桶载荷响应进行分析。对比了定常风与湍流风模型对浮式风机系泊系统、整体运动响应以及风机载荷的影响。计算结果表明：相比于湍流风,采用定常风进行浮式风机系泊系统分析将得到偏于危险的结果,同时浮式风机运动响应与风机载荷结果偏小。本文建议在系泊系统初始设计阶段采用定常风方法进行设计,在系泊分析阶段采用湍流风进行分析,以保证浮式风机长期服役安全。