高速船用柴油机降低NO_X排放研究

船用柴油机排放法规概况由于船用柴油机对环境污染的日益严重和人们对环境状况的日益关注,国际海事组织海上环境保护委员会(MEPC)在1997年通过了MARPOL公约73/78附则Ⅵ,即《防止船舶造成大气污染规则》,对于每一台安装在2000年1月1日或以后建造的船舶、输出功率大于130kW的柴油机提出了排放控制标准。为进一步控制和减少船舶柴油机有害污染物的排放,MEPC又于2008年10月     

基于拓扑优化和尺寸优化的水下耐压球壳轻量化设计

大深度载人潜水器往往采用开孔耐压球壳作为其主要的承压结构,球壳开孔加强结构的优化设计,对减轻球壳重量,提高球壳承载能力具有重要意义。本文介绍拓扑优化的方法以及耐压球壳优化设计的基本流程,以4 500 m耐压球壳为研究对象,基于Hyperworks和Workbench软件,建立了耐压球壳的有限元模型,进行静力分析,并根据结果对球壳的开孔加强结构进行拓扑优化和尺寸优化,得到最优的加强形式。优化结果表明,优化后的耐压球壳的刚度和承载能力得到显著提高。     

排水型高速船通海阀箱及其附件设计要点

本文以某型巡逻船为例,根据通海阀箱的修改前、后实船试验情况并结合排水型高速船的结构特点等相关资料,总结出排水型高速船通海阀箱及其附件设计要点。     

高速船用汽油机缸盖水套CFD分析及优化

本文以某高速船用汽油机气缸盖做为研究对象,利用CFD软件对气缸盖内冷却液流动及传热过程进行流固耦合模拟,分析并评价了该汽油机气缸盖的冷却性能,并针对冷却水套缸垫上水孔提出优化方案。结果表明：气缸盖温度分布不均匀,最高温差约137K,缸盖水腔局部区域流动分布较差,鉴于此,本文依据正交设计方法提出了9种对缸垫上水孔尺寸及位置的优化方案,对比改进后的气缸盖温度场、流场结果,选择出最佳改进方案;改进后,水套内冷却液流动更好,冷却性能得到了改善,有效的降低了气缸盖壁面的温度。     

船舶控制舵截面有限元模型及其轻量化设计

以某船舶控制舵结构为研究对象,采用有限元法建立有限元模型,并结合拓扑优化理论对其进行轻量化设计,得到控制舵结构的最优化设计。研究表明:控制舵截面边缘处网格仍然被保留,中间材料被镂空,轮廓截面较为清晰,结构质量显著减少,同时具有较好的工艺性。     

40000t自卸船结构轻量化设计

为了研究结构优化设计对船舶空船重量及载重量的影响,以40000 t自卸散货船为研究对象,分析了自卸船的结构特点,归纳了针对静水弯矩优化的总纵强度计算优化方法及针对槽形舱壁、桅屋等局部结构强度优化的轻量化设计方法,并对规范中的特殊要求进行了简要说明.结果表明:总纵强度优化和局部强度优化的轻量化设计方法能有效地降低结构重量...     

基于ANSYS Workbench拓扑优化对止动架轻量化的研究

针对止动架重量过大及焊接、维修工艺性差等问题,本文提出将拓扑优化方法应用到止动架轻量化设计中。首先,进行三角板模型的静应力有限元计算,并对三角板模型进行拓扑优化,通过对比三角板模型优化前后的计算结果,验证了拓扑优化方法的可行性。然后将拓扑优化方法应用到止动架结构优化设计中,达到了轻量化设计的目的。该方法可应用于同类大型焊接结构件的轻量化设计,具有一定的工程应用价值。     

船用起重机箱梁结构轻量化仿生设计

对船用起重机箱梁结构进行优化设计,提高起重机箱梁结构的强度的同时,降低梁的重量,提出基于接触载荷塑形结构分解的船用起重机箱梁结构轻量化仿生设计模型,构建船用起重机箱梁结构的动力学方程,采用纵向定常运动分析建立船用起重机箱梁结构的控制参量模型,采用变形行为分析方法分析梁结构运动轨迹,构建仿生控制下的微观固体接触模型,实现起重机箱梁结构的轻量化设计。仿真结果表明,采用该方法进行船用起重机箱梁结构的轻量化仿生设计,能提高起重机箱梁结构的强度,梁结构的应力屈服响应能力提高。     

某定位锚绞车卷筒轻量化分析

本文以某定位锚绞车卷筒为研究对象,首先分析了实际使用中钢丝绳在卷筒上的布置情况和由此造成的卷筒受载情况,然后通过有限元仿真分析得到卷筒的应力及位移分布云图,在此基础上为满足轻量化指标,对卷筒进行了结构优化和强度校核,为装船的定位锚绞车轻量化设计提供参考依据。     

负泊松比超材料隔振基座的实船应用分析

  目的  研究将结构优化设计方法运用于船舶基座轻量化设计的流程及其效果。  方法  选用船舶常用舵机基座为研究对象,利用结构优化软件Hyperworks建立模型并进行优化设计。分析板厚对应力的灵敏度,通过将整体式基座改为柱状式基座并辅以尺寸优化以及拓扑优化手段,获取更为合理的基座形状、板厚分布以及减轻孔位置,从而最终获得最大的轻量化效果。  结果  结果表明：将整体式基座改为柱状式基座,能使该型基座减重12.61%;进一步进行尺寸优化后,该型基座取得了36.6%的减重效果;进行更进一步的拓扑优化后,该型基座更是取得了减重37.7%的显著效果。  结论  所提的轻量化设计流程和方法能为船舶辅助装置实际工程中的轻量化设计提供参考和思路。     

某6缸V型柴油机振动测量及分析

为分析某柴油机振动特性,测量其振动加速度信号。计算柴油机的振动烈度,额定转速时,振动烈度随负荷增加而增加。负荷固定,振动烈度随转速的变化不是单调的。对振动速度信号进行频谱分析发现,速度幅值谱具有明显的线谱特征,最大幅值对应的频率为柴油机曲轴转动频率的1.5倍,即单缸发火频率的3倍。减小该频率的激励将是减小振动烈度的主要途径。     

某柴油机SCR系统的设计计算与优化

文中应用STAR—CD对某型柴油机尾气SCR系统不同方案的流动和压力损失、湍动能分布,以及对催化器内部不同方案的化学反应进行了计算与分析．结果表明：综合考虑催化结果和实际安装,4种方案中第2种方案的效果较好．它为同类柴油机采用SCR系统进行NO,的排放控制提供了参考．     

某型舰用柴油机虚拟维修技术研究

装备信息化保障是部队战斗力的关键因素之一,传统的设备维修保障方式已无法满足部队信息化的要求。基于Solidworks三维建模软件和YB系统开发平台,设计了某型舰用柴油机虚拟维修系统,建立了该型柴油机的三维模型和拆卸维修决策数据库,实现了该型柴油机的虚拟现实,拆装维修的指导和交互操作,柴油机维修数据和备件的管理以及维修决策支持。     

64000 DWT散货船结构轻量化设计和建造

散货船结构轻量化设计与建造,是提升散货船性能重要途径之一。本文以64 000 DWT超灵便,最大型散货船为例,阐述了船体结构轻量化在设计和制造中所采用的方法和手段,通过对总体布置合理规划、结构合理布局、有限元直接强度计算替代规范法、船体建造控制等措施,实现了控制和减轻船体结构重量的目的。文中所述方法是本船设计和建造的经验总结,对提高船舶设计水平、设计类似船舶具有一定的借鉴和参考价值。     

拓扑优化在某船用汽轮机转子支座轻量化设计中的应用

为提高船舶能源利用率,本文以某船用汽轮机转子支座为研究对象,首先对其进行三维建模,并基于Hypermesh软件对汽轮机转子支座进行空间离散,获得有限元模型。随后,建立汽轮机转子支座结构的变密度理论模型,采用Matlab软件对其进行编程计算,得出汽轮机转子支座材料的最优化分布,能够在保证结构刚度不明显下降的前提下大幅度削减其质量。各结果均能够有效收敛,获得令人满意的效果。     

某V型高速柴油机振动测试及动力学分析

针对某艇主机12缸V型高速柴油机振动过大的问题,开展柴油机动力学分析与振动测试,得到各主要工况下的振动响应。研究结果表明,柴油机振动干扰成分丰富,且分布在很宽的频域上,主要干扰频率为基频的0.5阶、1.0阶及3.0阶,设计时应重点考虑隔振系统刚度与主要干扰阶次的关系。对主机振动过大的原因进行分析,结果表明引起共振的干扰频率、存在激励力或结构局部共振、柴油机结构轻量化及刚性较低是主要影响因素,对柴油机减振设计具有指导意义。     

某型柴油机气体减压阀设计技术分析

通过对某型进口柴油机的气体减压阀的结构研究,分析了减压阀压力调节方式、压力比较机构、调压弹簧配置方式、阀芯受压形式和阀口密封形式等结构,深入研究了减压阀的密封性能、阀芯功能,提出了减压阀进口原件属阀芯力反馈带自密封特性的非完全平衡减压阀结构型式,阐明了该型减压阀设计的关键技术,为气体减压阀自主设计和维修提供了依据。     

某型船用低速柴油机机座推力侧分析

某型船用低速柴油机在改型设计过程中,由于推进载荷的增加,需要对机座的推力侧重新进行结构强度校核。根据动力学软件Virtual Engine计算结果提取主轴承载荷,采用ABAQUS进行结构强度分析,由于轴向推力的作用,机座推力侧有六个区域应力集中,其中两个区域最大等效应力远超出材料的屈服强度,原结构不能满足改型设计要求。根据强度分析结果并结合工程应用经验,提出4种结构优化方案,经过再次计算发现改变危险区域隔板布置角度最为合理,并得到了最佳布置角度。