某型汽轮发电机组公共底座模态分析及试验

对某船用汽轮发电机组公共底座进行了模态仿真分析,并进行了模态测试。测试结果与仿真分析结果达到了吻合,说明公共底座有限元建模方法可行,有限元模型满足工程精度要求,这为进一步分析整体汽轮发电机组动力特性奠定了基础。     

公共底座对柴油机缸体变形影响的计算

运用ANSYS仿真软件计算不同形式的公共底座的模态以及其对柴油机缸体变形的影响,分析公共底座结构形式的改变对柴油机缸体产生的影响。结果表明:公共底座结构强度变化不大的情况下,模态振型和频率有一定的改变,但均满足使用要求;对柴油机缸体变形的影响不大,同样可以满足柴油机的使用要求。     

整体结构模型低阶湿模态仿真计算方法

以加筋圆柱壳模型试验为基准,对船体整体结构模型在无限水域中垂向低阶湿模态特性的仿真计算方法开展研究,具体分析了有限元计算中水域建模,网格密度,网格划分方式对仿真计算结果的影响。研究发现,使用无封盖水域,纵向网格数取20～80个,径向网格尺度小于结构截面半径的1/4时,能在合理计算资源下得到精确的计算结果。     

螺栓连接及其预紧力矩对船舶约束阻尼板振动特性的影响

针对船舶约束阻尼板的不同敷设工艺方案,通过数值仿真计算及试验测试约束阻尼板的结构模态阻尼因子,分析螺栓及螺栓预紧力矩对结构模态阻尼因子的影响。仿真计算与试验结果发现,在约束阻尼层上增加螺栓后,各阶模态阻尼因子明显增加;当螺栓预紧力矩在一定范围时,绝大部分的各阶模态频率略有增加,但变化值较小,约束阻尼板上的螺栓不仅可以固定阻尼胶板还能明显增加阻尼板的减振降噪性能,但螺栓预紧力矩对阻尼板振动性能影响不大。     

柴油发电机组公共底座的设计优化

按照技术要求,结合三维建模仿真软件对柴油发电机组公共底座进行设计。为避免与发电机组基频发生模态共振,在设计过程中需避开基频频率。根据设计模型,在总体尺寸及重量双重约束下,采用传统优化设计方法。先从降低模态频率的方法进行了设计优化,经过技术评审,根据专家意见,按提高模态频率的思路进行重新设计。进而总结出一套优化设计的方法与思路,为后续设计工作提供有利的帮助。     

采用混合材料的离心风机转子的模态分析

多级离心风机转子模态分析是其动力学分析的一个重要方面.采用UG建立离心风机转子的三维模型,运用非结构化网格对风机转子模型进行网格划分,利用ANSYS对其进行模态分析.分析并探讨了自由模态和约束模态两种状态下的固有频率和振型,获得了各阶频率对应的振型图.改变风机转子结构材料属性,比较了Q235材料、铸铝材料以及混合材料所对应转子模态的固有频率和振型的改变.文中所做研究解决了该型号离心风机设计时的共振问题,同时也为其它离心风机的设计与动力学分析提供了参考.     

舱内液体模拟方法对船体振动分析的影响对比

为更准确地模拟船体振动,使用质量点分布法、多点约束法以及边界元计算虚拟质量的方法分别模拟一小型船模舱内液体,对船模振动模态进行分析并与实验值进行对比。采用这3种方法分析某型油船的振动模态并对结果进行对比分析,研究表明采用虚拟质量法模拟舱内液体附加质量时得到的船体振动固有频率更符合实际,而质量点分布法和多点约束法的质量分布受人为因素影响较大,虚拟质量法更具工程应用价值。     

舰船舱内空爆数值仿真方法研究

利用 Ansys/LS-DYNA 动力分析软件模拟大型水面舰船在舱室内部爆炸情况下船体结构的加速度响应情况。炸药及空气采用欧拉网格,船体结构采用拉格朗日网格,计算采用多物质ALE算法。数值模拟中对爆炸环境进行简化,以附连水质量代替水线面下方水介质对船体结构的影响。将不同尺寸网格计算出的冲击波载荷曲线与经典经验公式对比,得到数值仿真的合理网格尺寸。采用简化模型讨论2种边界约束条件对各层平台加速度峰值响应的影响,得到较为合适的约束条件。计算得到沿船长方向船体结构加速度分布并与实验结果相比较,数值仿真计算得到的加速度峰值与实验数据较为吻合,表明仿真中对于空爆载荷及约束条件等冲击环境的模拟合理。     

穿梭油船货油泵电机基座的强度分析与模态分析

基于有限元法,对某穿梭油船货油泵电机基座进行多工况强度分析与模态分析,计算其固有频率,并对比主机、螺旋桨等激励源频率,分析共振可能性.在分析过程中采用点质量方式简化电机质量,以壳单元代替基座实体模型,通过DesignModeler软件建立模型、划分网格和约束边界条件,显示应力和变形计算结果,对设计方案的评定和优化具有较...     

舰船舱内空爆数值仿真方法研究

利用Ansys/LS-DYNA动力分析软件模拟大型水面舰船在舱室内部爆炸情况下船体结构的加速度响应情况。炸药及空气采用欧拉网格,船体结构采用拉格朗日网格,计算采用多物质ALE算法。数值模拟中对爆炸环境进行简化,以附连水质量代替水线面下方水介质对船体结构的影响。将不同尺寸网格计算出的冲击波载荷曲线与经典经验公式对比,得到数值仿真的合理网格尺寸。采用简化模型讨论2种边界约束条件对各层平台加速度峰值响应的影响,得到较为合适的约束条件。计算得到沿船长方向船体结构加速度分布并与实验结果相比较,数值仿真计算得到的加速度峰值与实验数据较为吻合,表明仿真中对于空爆载荷及约束条件等冲击环境的模拟合理。     

基于ANSYS Workbench的液压缸多工况强度校核

使用ANSYS Workbench对某大型船用升降设备的液压机进行了有限元分析。通过三维建模,曲面分割,载荷和约束添加,网格划分,对5种活塞杆左端载荷工况进行了仿真分析。仿真结果表明:液压机中某轴承内圈、滚珠和导向滚轮的应力超出强度极限,其他主要部件如导轨、动滑轮、活塞杆、活塞、缸体及底座应力都符合要求。该仿真分析结果可为详细设计提供指导。     

船用柴油发电机组刚性连接方式的比较

利用有限元软件建立了船用柴油发电机组环形连接件和公共底座三维简化实体模型,通过模态计算,比较了两种连接件模态振型的频率、变形量和刚度,分析了环形连接件和公共底座在工程应用中的异同,并结合各自特点阐述了它们在工程领域的应用范围,为船用柴油发电机组的成套设计、制造和选型提供了参考。     

重叠网格在船舶CFD中的应用研究

文章采用RANS方法和重叠网格计算了带自由液面的船舶绕流问题。计算网格采用重叠网格的型式,自由液面的模拟采用单相Level-Set方法,Reynolds应力采用k-ω模型,采用体单元有限差分方法和PISO算法求解RANS方程。文中简要描述了重叠网格和单相Level Set自由液面模拟方法的数学模型及求解。通过对S60单体船型约束模和自由模型采用重叠网格的数值求解及与试验结果的比较表明该重叠可较好地模拟带自由液面船舶自由态绕流问题。另采用重叠网格对一简单的双体船和三体船进行了数值求解,计算结果也表明重叠网格和单相Level-Set方法可较好地模拟带自由液面的船舶绕流问题。     

有限差分/无网格方法耦合生成混合算法研究

无网格方法摆脱了网格的约束,在计算区域内能自由布点,快速灵活,并且离散节点能更好地拟合复杂的边界,为流体动力学问题的解决提供一个新的思路。文章结合传统有限差分方法(FDM)和基于最小二乘法的无网格有限差分方法(MLSFD),将两者在网格生成和计算格式上进行了耦合,生成了一种混合算法。利用Fortran语言编写了计算程序。通过计算二维圆柱绕流算例验证了混合算法的可行性。对比分析了混合算法在不同网格下的收敛性,结果表明:使用混合算法进行数值模拟时,无网格"网格"的精细度与差分网格的精细度对计算收敛性的影响是一致的。     

船体阻力数值预报研究及黏性流场计算

采用SIMPLE算法求解不可压缩RANS方程,对KCS船体阻力计算精度进行研究。采用VOF方法捕捉自由液面,采用切割体网格技术划分整个流域。以自由模为例,首先分析边界层划分方式、湍流系数的确定对阻力的影响,为阻力的精确预报提供基础。其次,在合适的网格方式上,提出采用序列二次规划(NLPQL)法建立基于湍流系数的优化系统,以寻找到最适合船体阻力计算的湍流系数。然后,在最合适的网格及计算方法下计算不同航速下KCS船受到的总阻力、船体表面及周围流场分布,讨论约束模和自由模在阻力预报、流场捕捉上的差异,并分别将阻力计算结果与模型试验进行对比,从而验证本文算法的可靠性。本文研究内容能够为船体阻力的精确预报提供一定参考。     

基于矩阵组合方法的弹性约束边界下多支撑轴系横向自由振动分析

采用MAM推导中间支撑、集中质量点以及左右弹性约束边界的系数矩阵;应用MAM对整个振动系统的系数矩阵进行组装;通过所得到整体矩阵的行列式为零而确定出系统固有频率,将对应固有频率所确定的积分常数代入位移方程从而获得该频率下结构模态分布.通过数值仿真分析,验证方法的正确性,在此基础上,分析研究线位移弹簧和扭转弹簧刚度对自由振动特性的影响.     

基于有限元法的艉轴静态计算与模态分析

船舶轴系的工作状态对主推进动力装置甚至整个船舶的正常运转起到至关重要的作用,艉轴部分与螺旋桨直接相连,运转工况多变、影响因素复杂。利用基于ANSYS APDL的有限元法,对某实船艉轴通过位移约束、弹簧单支点约束和弹簧三支点约束条件施加的方式进行轴承模拟建模,并进行静态校中计算和模态分析,得到不同约束条件下静态和模态的各项状态参数计算结果,分析不同轴承建模方法下的静态计算结果差异和模态频率与振型,为轴系校中计算、船舶艉轴设计及故障诊断提供参考。     

含裂纹光轴的有限元模态分析

通过在SOLIDWORKS软件中建立光轴的三维几何模型,然后导入到ANSYS软件中,再结合ANSYS软件对曲轴的细节特征和约束进行简化,采用ANSYS软件对光轴进行自由模态分析。文中通过试验模态分析的方法对结构较简单的光轴进行试验分析,同时结合有限元理论计算,达到对裂纹识别的目的。     

侵彻数值仿真中网格密度对单元失效应变影响分析北大核心CSCD

[目的]旨在解决数值模拟平头弹对金属板的侵彻问题中,网格尺寸对单元失效应变取值和弹体剩余速度的影响。[方法]应用有限元软件LS-DYNA对Q235钢材料单轴拉伸实验进行数值仿真,结合实验中试样断裂时的伸长量得到该网格密度下的单元失效应变,绘制出失效应变随网格密度变化的曲线并进行动态修正;然后,进行平头弹侵彻Q235钢板的数值仿真,并对靶板进行不同尺寸的网格划分。其中Q235钢材料的单元失效应变按修正曲线取值,将弹体的剩余速度与实验结果对比,分析数值仿真中网格密度对金属板抗侵彻问题仿真结果的影响。[结果]研究表明,数值仿真中选取的单元失效应变应随网格密度的增大而增加,在金属板的抗侵彻问题中随着网格密度的增大,对弹体剩余速度预报的仿真结果逐渐收敛并与实验结果相近。当网格尺寸为0.5 mm时,研究速度段内数值仿真与实验拟合曲线的平均相对误差最小,为5.13%;仿真与实验的误差在低速段更大,且低速度段弹体剩余速度对网格密度更加敏感。[结论]相关计算方法及研究结果对弹体侵彻问题中网格密度和材料失效应变的取值及变化规律具有一定参考价值。     

基于Fluent的E799A空泡性能数值计算网格对比

本文以E799A螺旋桨为研究对象,基于Fluent数值计算软件,采用结构网格和非结构网格共3套计算网格对其空泡性能进行计算。首先对J=0.71时全湿模态和空泡数为1.515下的推进系数与试验值进行对比,验证计算的准确性。然后选取了桨叶不同半径处的表面压力进行对比,与空泡图符合良好。通过对比气体体积分数分布图与试验空泡图,本文认为结构网格受网格质量影响较大,而非结构网格对于片空泡的模拟比较准确。而桨盘面处水流速度的轴向变化比较图,显示结构网格对于梢涡处流场的捕捉好于非结构网格,从侧面反映了结构网格更利于捕捉梢涡空泡。本文采用Fluent对E799A空泡性能计算进行初步探讨,对今后的研究工作有一定的借鉴意义。