基于3D打印技术的无压载水船体型线设计系统

本文介绍了公理化设计方法,并基于公理化设计方法提出适合船舶3D打印的设计方法.分析了船舶3D打印需要的设计约束以及3D打印的实现目标,基于NURBS曲线提出了船体的数学型线设计方法.总结了无压载水船体结构,设计了基于3D打印技术的无压载水船体型线设计系统.     

3D打印在船舶再制造与实时维修领域的应用

为降低海上后勤保障及远洋供应链负担，分析3D打印技术装船进行再制造与实时维修以减少携带备品备件的可行性。对3D打印在增材制造领域的优势、国内外3D打印装船的应用现状以及存在的瓶颈问题等进行分析，提出以现有3D打印技术在船舶上进行再制造和实时维修的7个可能应用场景，可为3D打印技术装船应用提供指引，以推动船舶向现代智能制造转型升级。     

基于3D打印技术的船舶图像重构

针对当前二维图像由于分辨率低,导致船舶故障分析准确率不高的情况,结合3D打印技术,进行船舶图像重构研究。该研究首先进行二维船舶图像预处理,包括图像平滑、图像分割、点云数据提取与匹配等,然后利用体绘制中的光线投射法进行三维模型重建,最后利用3D打印技术输出3D船舶实体图像。结果表明,船舶图像重构之后与之前相比,图像分辨率提高557PPI,说明图像清晰度提升,从而达到船舶故障分析准确率增大的目的。     

3D打印技术能否颠覆船舶制造

有消息称，全球最大的集运公司马士基7月宣布，计划采用3D打印技术来制造集装箱船上的部分船舶备件。马士基方面表示，集装箱船在航行期间，若船内配件受损，短期内难以迅速获得廉价便捷的更换服务，因此3D打印似乎成为了一种完美的解决方案。至此，3D打印应用于船舶配套行业，乃至造船业似乎又近了一步，那么，3D打印机上船是否对造船业具有革命性意义？为此，本刊专访了江南造船集团总工程师胡可一。     

3D打印技术船舶三维建模设计

受到船舶结构数据测量与转换误差的影响,导致船舶三维模型存在完整性低、建模周期长的问题,为此利用3D打印技术建立船舶三维模型。首先测量船体结构的三维数据,并根据测量结果划分船舶结构。参数化计算组成船舶组件,利用3D打印技术生成船舶组件模型,并降低船舶结构模型误差。按照船舶组成结构连接各个组件,得出船舶三维建模结果。通过与传统建模方法的对比,设计方法得出三维模型的完整度提高了19.72,且建模周期有所缩短。     

〈五〉船舶螺旋桨简易设计

<正>船舶螺旋桨的简易设计对于内河中小型船舶来说,往往在实际应用上也能取得颇为满意的结果。 5.1 经验公式5.1.1 当已知主机功率和转速,估算螺旋桨的直径可用下式: D=1.106[Ps/(0.01N)~3]~(0.2)·k_D式中k_D为直径修正系数,它随螺旋桨盘面比及叶数而变,可由下表查得:     

船用螺旋桨噪声研究进展

船用螺旋桨位于船舶最末端,既是驱使船舶前进的一个重要部件,又是船舶航行中引起噪声问题的一个主要因素。文章概述了螺旋桨空泡噪声、螺旋桨无空泡噪声和螺旋桨鸣音产生的原理,详细介绍目前国内外对这3种螺旋桨噪声的研究现状,分析并归纳研究螺旋桨噪声采用的方法,指出未来研究船用螺旋桨噪声的方向。     

冰阻塞对倒车螺旋桨空化和水动力性能的影响

针对极地船舶在冰区航行时空泡对螺旋桨倒车性能的影响,采用敞水螺旋桨模型试验和基于RANS黏流CFD数值模拟的方法,开展双向破冰船螺旋桨在冰阻塞环境下倒车性能研究。研究结果表明,在空泡数σ为4.0和1.5,冰-桨距离L/D从0.7减小到0.3时,推力系数和扭矩系数呈现先增加后减小的趋势,空泡覆盖面积增加。在进速系数J=0.55、空泡数σ=1.5时,螺旋桨倒车性能最差。对于这一工况,当冰-桨距离L/D从0.7减小到0.3时,推力系数从0.141增加到0.147,然后减小到0.137,扭矩系数从0.023 1增加到0.023 9,然后减小到0.022 8;冰-桨距离L/D=0.3时近冰块桨叶吸力面上空泡覆盖面积约为L/D=0.7时的3倍,螺旋桨尾流在冰阻塞影响下偏转了14°。这项研究可为极地船舶冰区螺旋桨设计提供技术支持。     

基于PropCad的螺旋桨几何建模研究

为了将螺旋桨设计所得到的主要参数和水动力性能转换为螺旋桨几何模型,基于PropCad软件,对桨型、桨叶数、旋向、桨径、盘面比、螺距、后倾角、侧斜、叶剖面等诸多因素进行精确控制,以准确快捷地完成螺旋桨几何建模。研究结果表明:根据船舶参数和螺旋桨参数等建模输入,借助Prop Cad软件进行输出螺旋桨2D/3D图、桨叶切面型值表、桨叶厚度送审报告,可以精确高效地将螺旋桨设计所得到的主要参数和水动力性能转换为螺旋桨几何模型。     

3D打印与造船工业

正3D打印技术作为"第三次工业革命的重要标志",被认为是推动新一轮工业革命的重要契机。3D打印技术将以其革命性的"制造灵活性"和"大幅节省原材料"在制造业掀起一场革命。随着"智能制造"和"工业4.0"概念的提出,3D打印技术在船舶制造领域的应用成为热议话题已久。随着近日LR(英国劳氏船级社)对于增材制造形式认可指南的推出,3D打印技术再次成为行业内讨论的热点。主流的3D打印技术     

避免单桨船后体振动的船桨配合选择

本文在分析影响单桨船伴流不均匀程度的船型参数的基础上,根据实船资料,用有约束的最优化方法求得了用船舶后体形状参数估算伴流特征参数的经验公式。在船舶设计阶段,对不作船模伴流场测试的船舶可用这个经验公式估算伴流特征参数。计算实例表明,本方法求得的伴流特征参数估算值与模型测试结果接近。据此,进一步提出一种经验方法,由船舶后体形状参数τ和φ及螺旋桨叶梢沉深H_1来表达螺旋桨转速与直径乘积的限界值[n·D]_(限界),若螺旋桨转速与直径之乘积大于这个限界值,必须修改后体线型或修改螺旋桨参数,直至满足n·D≤[n·D]_(限界),以求单桨船的船桨配合有良好的振动特性。     

船舶推进中两种动态平衡的研究

为了明确船舶推进中功率、力等各物理量之间的平衡关系,正确使用船舶主机防止其超负荷提供相应的理论依据,文章分析了螺旋桨的推力与船舶航行阻力的动态平衡过程.推导了螺旋桨转速、船舶的航速、螺旋桨的相对进程以及螺旋桨所消耗的功率等各物理量之间的关系,即:当螺旋桨的相对进程一定时,船舶的航速与螺旋桨的转速成正比,螺旋桨消耗的功率与其转速的三次方成正比;而当螺旋桨的转速一定时,随船舶航行阻力系数的增大,船舶的航速将减小,螺旋桨消耗的功率将增大.最后,在上述理论分析的基础上,进一步讨论了螺旋桨的转速发生变化时,船舶的航行经济性问题.     

入射湍流与螺旋桨相互作用的低频宽带噪声预报研究

对船舶螺旋桨低频宽带噪声理论预报方法进行了研究。文章全面综合归纳了现有船舶螺旋桨低频宽带噪声预报的主要方法,并对最常用的谱方法开展了分析,给出了详细的公式推导和数值离散过程;同时通过与文献中试验结果比较,证实了该预报方法的合理性。利用谱方法预报得到了某船舶螺旋桨的1/3Oct.低频宽带噪声,结果表明,船舶螺旋桨低频宽带噪声在叶频及其谐频处存在脉动的峰值(humps),其低频宽带噪声谱量级主要取决于螺旋桨0.7r处的特征值;通过研究得到了螺旋桨低频宽带噪声与主要参数的定量关系,研究成果可为螺旋桨的低噪声设计提供参考。     

船舶电力推进系统螺旋桨负载实时监测研究

通过对船舶电力推进系统螺旋桨负载的实时监测,提高对船舶电力推进系统的状态监测和故障分析判断能力,提出一种基于高阶统计量特征提取和串行D/A转换控制的船舶电力推进系统螺旋桨负载监测方法。采用振动传感器进行船舶电力推进系统螺旋桨的振动信号采集,振动信号能有效反映电力推进系统的负载特征,对采集振动信号进行时频分析和高阶统计量特征提取,以提取的特征量为测试集,进行负载监测的信号分析。在此基础上,基于ADSP21160处理器系统进行负载实时监测系统的硬件设计,通过D/A转换控制方法提高负载监测的实时性和准确性。仿真结果表明,该方法进行船舶电力推进系统的负载监测的实时分析能力较强,信号采集和输出的准确性较好。     

多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真

为解决常规船舶螺旋桨物理动力特性仿真在多桨环境下仿真特性分析精度较低的不足,提出了多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真研究。基于多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真平台的搭建,引入多桨动力特性仿真算法,完成多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真模型的构建;依托多桨船舶螺旋桨推进动力特性、受阻动力特性分析,实现了多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真。试验数据表明,提出的动力特性仿真较常规特性仿真方法,仿真特性分析精度提高54.45%,适用于多桨船舶螺旋桨物理动力特性仿真。     

浅谈变距桨及其自动负荷控制方式

文章简述了船舶变矩螺旋桨的构造和特性。并对船舶变矩螺旋桨推进系统的组成、配制、遥控方式以及自动负荷控制方式提出了个人见解。同时还对船舶变矩螺旋桨和定矩螺旋桨进行了比对,提出了变矩螺旋桨的优缺点以及存在的问题。     

基于CAD/CAM的舰船螺旋桨精度控制技术研究

为解决船舶螺旋桨内部角动量不平衡、精准解耦能力较弱等问题,提出基于CAD/CAM的船舶螺旋桨精度控制方法。通过控制轴系确定、定点坐标变换2个步骤,完成船舶螺旋桨结构的CAD/CAM建模。在此基础上,通过铣削方式与加工路径分析、残余精度量计算、微小控制误差确定3个步骤,完成新型精度控制方法的搭建,实现基于CAD/CAM的船舶螺旋桨精度控制技术研究。对比实验结果表明,与传统控制方法相比,应用新型精度控制方法后,船舶螺旋桨内部角动量呈现明显的平衡状态,精准解耦能力最大值可达到70%。     

全结构网络技术在螺旋桨水动力性能预报中的应用

螺旋桨是船舶动力系统的重要组成部分,随着船舶逐渐向着高速化、大载重方向发展,对船舶的动力性能有了更高的要求,也对螺旋桨的推进效率、噪声性能等有了更高的要求。在船舶螺旋桨的设计和优化过程中,计算流体力学CFD发挥了非常重要的作用,包括螺旋桨水动力性能分析、空泡特征预测等。本文主要研究了船舶螺旋桨的运动模型和水动力方程,在此基础上采用了全结构网络技术对螺旋桨模型进行网格划分,并对螺旋桨的水动力性能进行了基于软件Fluent的性能仿真和预报。     

基于Matlab的船舶螺旋桨推力与转矩仿真计算

螺旋桨作为船舶动力系统的主要构成,其工作状态直接影响着船舶的航行。船舶螺旋桨的推力和转矩计算是螺旋桨性能研究的重点,也是螺旋桨设计与优化的研究基础。本文基于螺旋桨的相关理论,建立推力以及扭矩的计算模型,并使用Matlab进行螺旋桨的推力以及转矩仿真计算。结果表明,本文基于Matlab的船舶螺旋桨推力与转矩仿真计算能够满足螺旋桨性能计算要求。     

基于大数据和3D打印制图技术的船舶结构智能设计研究

随着物联网技术和计算机技术的不断发展,工业智能化已经成为当前世界范围内的研究热点,我国也有针对性的提出了工业4.0的战略发展规划。作为传统工业的重要组成部分,船舶工业的智能化具有非常重要的意义。本文首先介绍一种先进的零部件加工技术—3D打印与制图技术,然后重点介绍船舶结构智能化3D打印技术的大数据体系搭建,并进行了该智能体系的性能检测。