基于有限元法螺旋槽船舶尾轴承结构优化设计

针对水润滑橡胶尾轴承的结构尺寸优化问题,设计了圆弧形、矩形、燕尾形3种不同形式的螺旋槽尾轴承,基于有限元静力分析和模态分析,应用Solid Works Simulation对3种不同形式的螺旋槽艉轴承模型进行结构优化设计。结果表明,通过优化3种不同形式的螺旋槽外形结构尺寸,对各自尾轴承优化设计结果具有一定的影响,且可以得到最为理想的最优尺寸参数。     

基于有限元法的船舶艉轴承负荷优化

基于有限元法建立艉轴承负荷优化模型,探讨艉轴承负荷优化过程中的目标函数、约束条件和设计变量的选择原则及影响因素。采用APDL语言编写负荷优化程序,通过优化,艉轴承负荷减少约11%,减少了艉轴承的磨损,提高了轴承的使用寿命。     

水润滑橡胶艉轴承模态分析研究

采用有限元计算与试验模态相结合的方法进行两种模态频率和振型分析,以及模态置信度的计算与对比.结果表明,在计算模态与试验模态相似对应的模态振型中,两者的板条振型弯曲趋势相似;计算模态与试验模态数值接近,两者相关性良好,有限元结构模型可以反映实际结构模型.     

水润滑橡胶艉轴承橡胶轴瓦硬度分区取值后的接触性能研究

出于制造工艺的考虑,传统水润滑橡胶艉轴承轴瓦各处硬度相同。然而,在螺旋桨悬臂作用的影响下,传统设计中轴瓦各处压力分布非常不均匀,如轴瓦艉部压力远大于其他各处压力,从而影响到艉轴承的各项性能。由此,对传统水润滑橡胶艉轴承橡胶硬度取值进行改进,将其橡胶轴瓦沿轴向分为多个橡胶硬度不同的区域。通过试算和分析,合理设置各区域的长度和橡胶硬度。随后,利用有限元软件建立轴系—艉轴承系统有限元模型,其中使用Mooney-Rivlin本构方程模拟橡胶材料,并利用接触单元建立轴与艉轴承之间的接触关系。计算对比了改进前后某水润滑橡胶艉轴承底部轴瓦与轴接触的压力分布等力学指标。相对于传统橡胶艉轴承而言,改进方案的最大接触压应力减小了25.6%,接触区域沿周向增加了5.8°。结果表明,该艉轴承橡胶轴瓦硬度改进方案能够有效改善艉轴承的接触性能。     

VLGC艉管后轴承接触分析与轴承优化

为了解决艉管后轴承损坏问题,根据VLGC轴系设计,首先进行常规轴系合理校中计算,然后建立有限元模型进行轴承与轴系的接触计算;在此基础上,分析轴承接触状态与轴系合理校中数据,得到轴承与轴系的接触状态,提出艉管后轴承的优化设计方案。     

船用剖分式橡胶艉轴承接触性能分析

应用Adina软件建立船用剖分式橡胶艉轴承的有限元接触模型,分析在螺旋桨重力作用下,橡胶轴承与螺旋桨接触时的压力、有效应力和位移的分布状况,以及水槽数目对橡胶轴承接触性能的影响。分析表明:由于水槽的存在,导致轴承接触压力和有效应力分布不连续。单个板条接触压力分布呈上凸抛物线,有效应力分布呈下凹抛物线;从轴承尾端到前端,轴承下瓦中间板条的接触压力、有效应力和接触位移,呈先增大后减少的趋势;随着水槽数目的增大,中间板条的接触压力减小,有效应力增加,但接触位移变化则不明显。     

水润滑螺旋阶梯腔艉轴承的振动特性

摘 要：为了解决瞬态振动实验成本高,周期长的问题,采用正交试验法,基于ANSYS模态和瞬态分析,提出了一种准确测量艉轴承共振时真实位移和应力的方法。首先,运用有限元模态分析对艉轴承低阶固有频率以及振型进行数值仿真;其次,将得到的固有频率间接耦合到艉轴承激励频率,使之达到共振频率;最后分析了这种状态下的动态接触对轴瓦的影响。结果表明：艉轴承结构参数对模态的影响因子排序为,螺旋角＞腔数＞腔长＞深浅腔比例;位移响应最大值出现在轴向封油面末端,接触应力响应最大值出现在沟槽和腔体周向封油面边缘处。     

船舶艉轴承安装故障分析与排除

在船舶航行中,艉轴承一旦被损坏,不得不降速处理时,需尽快进厂修理.船舶修理中,艉轴后轴承按照原船图纸重新浇铸巴氏合金,当艉轴塞到艉轴承一半时,出现不明阻碍,不能继续进入,文章针对该故障进行分析,并介绍解决故障的对策及合理的工艺流程,为以后同类问题提供参考.     

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.     

船舶艉轴承的工作特性分析

根据某近海拖轮的推进系统,将其轴系进行分析和简化,并利用有限元软件ANSYS建立轴系横向振动的有限元模型,并分析船舶艉轴承发生磨损的原因。如果艉轴承支撑位置安装不当以及螺旋桨激励力的影响,会使轴承负荷分配不均,引起超负荷轴承的过度磨损。而艉轴承的过度磨损则会引起其支承长度的变化,不同位置轴承支承长度的变化对轴系固有振动特性的影响也不同。     

不同腔角和腔深的阶梯腔尾轴承有限元力学性能研究

建立水润滑动静压阶梯腔尾轴承的三维实体模型,并将建好的模型导入到AnsysWorkbench软件中进行有限元静力分析.主要研究不同腔角和腔深对船舶尾轴承力学性能的影响,结果表明:对比3种腔角的尾轴承应力、应变和位移情况发现,当腔角是20°时,尾轴承的力学性能最优;合适的腔角比例能有效的改善尾轴承的力学性能,当深浅腔的腔角比例是1:4时,此时力学性能最佳;尾轴承两腔的腔深差距不能过大,保持过渡平缓,当深腔腔深为1.6mm,浅腔腔深为1mm时,轴承的力学性能最优.     

材料和衬套厚度对水润滑阶梯腔尾轴承力学性能有限元分析

建立不同材料和不同衬套厚度的水润滑阶梯腔动静压尾轴承三维实体模型,并用Workbench软件进行有限元力学性能分析.结果表明:轴承材料和衬套厚度对尾轴承的力学性能有比较大的影响.当尾轴承的外圈材料是45#钢,衬套材料为硬橡胶时,轴承具有较好的柔性和最优的力学性能;在设计尾轴承结构时,橡胶层厚度选为20 mm,则不仅具有较好的力学性能,而且还能够节省成本.     

基于二参数威布尔分布的水润滑橡胶尾轴承可靠性寿命分析

保障船舶尾轴承的可靠性使用是保证船舶安全可靠运行的关键技术之一。针对水润滑橡胶尾轴承运行环境的复杂性、寿命失效数据难以收集等特点,对水润滑橡胶尾轴承模型进行适当简化,通过实验模拟,采用威布尔分布与极大似然估计相结合的方法建立数学模型来间接评估尾轴承的可靠寿命。结果表明,实际数据和数学模型具有较好的拟合精度;船舶水润滑橡胶尾轴承的中位寿命较平均寿命更为保守;进一步提高橡胶材料的承载、抗磨和抗老化能力对提高水润滑橡胶尾轴承的使用寿命极为有利。     

型腔结构对尾轴承力学性能影响的有限元分析

型腔尺寸的大小和腔数对水润滑橡胶尾轴承的力学性能有重要影响,并且直接影响轴承的承载能力和运转精度。本文基于有限元法,研究了不同型腔数目、型腔全角和型腔长度对尾轴承的力学性能影响。结果表明：在5种不同腔数尾轴承的研究对比中发现,4腔尾轴承的力学性能最优。研究型腔全角和长度因素影响时,发现全角55°长度500 mm的型腔结构性能更好。     

H2531船艉轴单轴承高温分析

文章以21000 m^3LPG系列船中的H2531船艉轴单轴承高温为研究对象,通过排查法对该船在码头主机动车时引起艉轴承高温故障的各种疑点进行分析和验证。最终通过轴系复照光和问询现场轴系校中施工流程,找出了造成此次事故的原因和处理方法。     

船舶艉管轴承内部流场数值分析

对水润滑船舶艉管轴承内部流场进行了数值分析,包括内部流场的压力分布、温度分布、速度分布和湍流能量分布.结果表明,轴承内部周向凹槽可以减缓轴承轴向压力降低;轴向凹槽可以增强轴承内部冷却效果,使压力场均匀化;沟槽面可以使层流边界层区域增大,使转捩为湍流的雷诺数增大,降低轴承压力损失.在四种轴承中,四叶轴承内部空穴压力最小,对船舶轴系的激振力最小,可以提高船舶轴系运行的稳定性.     

多用途拖船尾滚筒结构强度计算及研究

该文采用有限元方法对某型多用途拖船尾滚筒的结构强度及稳定性进行了分析及计算,尝试利用了积分加载的方式施加结构的外载荷,分两种不同的工况对结构的主要参数进行了具体分析和比较,计算结果及经验分析验证了该外载荷施加方式的正确性,为尾滚筒的结构强度设计及稳定性分析工作提供了一定的参考。     

艉置消振推力轴承降噪机理分析及试验验证

本文针对螺旋桨-轴系-船体耦合振动产生的高辐射噪声问题,从新型推力轴承设计出发,提出了艉置消振推力轴承的设计方案。该新型推力轴承具有艉部对称安装、纵向刚度低噪声匹配、径向采用隔振处理等技术特点。通过建立螺旋桨-轴系-船体耦合振动声辐射计算模型,采用数值计算方法揭示了艉置消振推力轴承的降噪机理,并在开阔水域开展了艉置消振推力轴承降噪效果的验证试验,试验结果表明,该新型推力轴承具有良好的降噪效果,可将螺旋桨纵向激励力经轴系传递到试验模型壳体引起的辐射噪声降低7.3 dB。该研究为降低舰船桨-轴-船耦合振动辐射噪声提供了一种新的技术途径。     

基于Hertz弹性接触的船舶推进轴系非线性校中计算

针对大型商船推进轴系中尾管后轴承,且尾轴在螺旋桨重量作用下存在弯曲变形,导致尾管后轴承后端存在边缘载荷的特点,研究了轴系校中计算中尾管后轴承Hertz接触模型的非线性建模方法。以第二代四十万吨矿砂船轴系为对象,采用平面梁单元,建立轴系校中有限元模型;同时将尾管后轴承分成多个轴承分段,使用Hertz接触模型模拟各个轴承段与轴的接触形态,并用迭代法求解了具有非线性边界条件的梁单元有限元模型。对根据尾管后轴承单支点模型的计算结果确定的几组尾管后轴承SLOPE值进行了计算对比。研究发现,基于Hertz弹性接触的尾管后轴承多点支承的非线性模型,可以得到尾管后轴承的最大接触压力、各个轴承段的支反力等分布情况,可以更好地优化尾管后轴承的SLOPE设置,要优于传统的单支点固定约束模型。     

新型愈创树脂-高密度聚乙烯水润滑尾轴承材料的制备及性能研究

尾轴承是船舶推进系统的重要组成部分,尾轴承材料对轴承的性能起着决定性作用.本文设计并制备了不同配比的愈创树脂-高密度聚乙烯复合材料,对合成的新复合材料和普通高密度聚乙烯材料进行力学性能测试,并比较添加了不同含量的愈创树脂对复合材料的性能影响.在CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机上对4种材料进行摩擦试验,考察在渐变转速下复合材料的摩擦系数和磨损率.通过分析试验数据,确定了材料混合最佳配比.试验结果表明B型(0.5％愈创树脂)复合材料在力学性能和摩擦性能方面综合性能最好,该研究为该类材料未来在水润滑尾轴承方面的应用提供试验依据.