五弯矩方程在半悬挂舵舵杆受力计算中的应用

根据《钢质海船入级与建造规范》（简称“钢规”）规定的半悬挂舵的计算模型直接进行计算。半悬挂舵舵杆及挂舵臂组合体视为变截面梁，并将变截面梁分割成4段等截面的单跨梁，用五弯矩理论进行求解。     

单舵销半悬挂舵载荷计算

本文针对单舵销半悬挂舵在水动力作用下的受力情况,将舵装置组合体视为变截面细长直梁,并将变截面梁分割成几段等截面单跨梁。由单跨梁的弯曲理论,建立计算模式方程。通过舵设计数据计算,得出舵体上的剪力、弯矩、断面转角及挠度。     

2339TEU集装箱船两种舵的对比分析

在集装箱船的舵系设计中,采用全悬挂舵还是半悬挂舵一直是船东和船厂的关注重点。针对2 339TEU集装箱船的舵系设计,运用CFD软件,对全悬挂舵与半悬挂舵分别进行建模计算,得出阻力和空泡方面的相关数据,并就舵系的重量及安装等方面进行对比。分析了全悬挂舵与半悬挂舵在各个方面的优劣,为今后集装箱船的舵系设计提供一定的借鉴和参考。     

基于体积力法的半悬挂舵和全悬挂舵回转性对比

针对半悬挂舵和全悬挂舵回转性能差异问题,建立用于模拟螺旋桨推力的体积力模型,评估两种不同形式舵的回转性。对标模KCS船型回转运动进行计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）模拟,船后螺旋桨作用使用体积力模型替代。开展半悬挂舵回转性CFD模拟,并与试验结果对比验证。设计全悬挂舵并模拟其回转性,与半悬挂舵回转性进行比较。结果显示,半悬挂舵除战术直径与试验结果相差9.48%外,其他回转特性参数与试验结果相差均在3%以内,说明基于体积力法模拟回转性具有较高的可信度。全悬挂舵的回转特性参数均优于半悬挂舵,说明全悬挂舵的回转性能更佳。     

半悬挂舵空化及其对非定常力的影响研究

为深入研究空化后半悬挂舵非定常水动力性能的相关规律,采用结构化网格、DES湍流模型和VOF方法对某大型舰船的半悬挂舵空泡进行计算。探讨和分析舵空泡的周期性变化,同时简要分析半悬挂舵的间隙空化及端部空化产生的原因。基于空化和非空化2种状态对3个不同舵角下的舵空泡进行计算,总结了舵横向力、舵轴扭矩等非定常力的规律。结果表明：当空化区域较小时,空化对舵非定常力几乎没有影响,随着空化区域的增大,舵效显著降低;空化发生后,舵非定常力的脉动幅值将急剧增大,且空化区域越大,舵非定常力的脉动幅值越大。该研究结果可为评估空化状态下半悬挂舵的水动力性能及对舵进行优化设计提供技术支撑。     

挂舵臂支撑的半悬挂平衡舵舵杆的受力分析

本文介绍了挂舵臂支撑的半悬挂平衡舵舵杆的受力计算.     

进江船型半悬挂舵升力性能优化

针对进江船型操纵性要求较高而半悬挂舵升力性能较低的问题,基于CFD方法,采用翼型优化设计、制流板优化设计、随边直尾化设计3种技术措施对一型“曼谷型”集装箱船的半悬挂舵进行升力性能优化。对比升力系数和阻力系数计算结果;考察舵面流动和端部流动,分析增升原因;结合阻力因素考虑,确定实船应用的优化舵系方案。结果表明：3种技术措施均可有效提高半悬挂舵的升力性能。通过对比原船型和目标船型的操纵性试验结果,验证了实船应用的优化舵系对于改善目标船型操纵性的作用。     

挂舵臂弹性支撑的舵-舵杆系统直接计算分析

大型船舶半悬挂舵的舵—舵杆系统设计中,应考虑挂舵臂对其弹性支撑作用进行直接计算分析。介绍了采用挪威船级社(DNV)3D-BEAM软件对挂舵臂弹性支撑的舵—舵杆系统的力学模型进行受力计算和分析。     

挂舵臂支撑的半悬挂平衡舵舵杆的受力分析

本文介绍了挂舵臂支撑的半悬挂平衡舵舵杆的受力计算。     

基于舵机能力验证要求的舵系优化设计

在IACS统一解释文件UI SC246 Rev.1提出根据非满载试航船舶操舵试验结果对满载航行状态船舶舵机能力进行验证的换算方法之后,相当一部分采用半悬挂舵的船舶出现了无法按该方法通过舵机能力验证的状况。为解决上述问题,本文基于常规船型半悬挂舵的3种典型布置方案,通过设计相同的舵面积和不同的几何外形,得到3个计算模型,利用计算流体力学(CFD)方法对各方案的全浸没和部分浸没状态分别进行计算分析。计算结果表明,舵叶平衡比对舵杆水动力扭矩存在直接影响,适当大的舵叶平衡比设计可以显著降低舵叶全浸没状态和部分浸没状态的舵杆水动力扭矩。基于此结论,对某型未能通过换算验证的船舶舵系进行优化设计,适当增大了舵叶平衡比。后续船试航结果表明,舵机能力验证满足UI SC246 Rev.1的要求,确认了CFD计算结论的正确性,为以降低舵杆水动力扭矩为目标的舵系优化设计提供了理论和实践依据。     

单桨船两种舵型的舵力和操纵效果的比较试验

在设计舵设备时首先要选择舵型、舵面积,其次要进行舵力计算。对常规单桨海洋运输船,可供选择的舵型一般有双支点矩形舵和半悬挂舵。这两种舵型对船的操纵功效,曾由mandel和藤井先后以自航模作过比较试     

舵系的直接计算法

本文给出了按船级社规定的模型计算舵和舵杆中的弯矩和剪力的公式.舵和舵杆被视为阶梯式变断面梁,且尾框底骨或挂舵臂处的支点被视为弹性支座.文中详细讨论了四种静不定结构的舵.     

基于结构有限元法的半悬挂舵系受力计算

对于半悬挂舵系的受力计算,船级社规范并没有给出具体的计算方案,各研究机构和学者主要将研究集中在简化模型的计算方法上,且基于相对精确的数值模拟方法的探索还仅仅停留在对一些简化杆或局部配件等的研究上。针对该问题,对规范第7型半悬挂舵进行实舵建模,采用结构有限元方法对其受力和结构强度进行校核。同时,结合各研究机构和学者给出的简化模型计算方法,对现有的各种方法进行综合评判分析,得到各方法的优劣,为舵系设计及受力计算提供建议和参考。     

对IACS《散装货船共同结构规范》中有关舵设备的几点意见

对《散装货船共同结构规范》（2006）舵设备部分有关舵面积,有舵杆筒悬挂舵的计算模型,锥形连接器的锥面预加压力及其许用压力以及半平衡舵强度校核等提出了作者的看法,望能获得IACS和船级社的关注。     

全悬挂舵舵承设计

通过研究,合理设计全悬挂舵舵承,该设计可节约空间并减小舵系设备质量。从常规及嵌入式舵承受力计算分析、嵌入式舵承结构设计、嵌入式舵承润滑设计和舵承止推设计等4个方面对全悬挂舵舵承的设计方法进行探究,掌握其设计方法,并对嵌入式舵承止推进行计算校核,保证舵承设计的合理可靠。该设计方法可为采用全悬挂舵船舶的舵承提供设计参考。     

舵套筒形式的全悬挂扭曲舵设计

从舵系计算及舵叶、呆舵、舵杆、舵套筒和舵承的设计等方面出发,对舵套筒形式的全悬挂扭曲舵进行优化设计。利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)软件计算分析,确保整个舵系设计达到预期效果。     

船舶舵装置结构三维有限元仿真研究

在船舶舵装置结构系统的强度分析中,以往采用解析法进行计算分析,在计算中必须引入大量的简化假设,导致其结果精度较低。现针对某船舵装置系统结构采用三维有限元进行离散,通过选取适当单元,使用内部多点约束和接触算法、建立包括舵杆、舵板、半悬挂舵臂和船体舵机舱结构的完整有限元模型;使模型与结构的相似度较传统方法有很大的提高。最后通过施加流体软件计算的水动力载荷分析舵装置系统各部分的应力和变形,从而对结构的强度作出评价。     

基于Lilley宽带声源模型的舵叶流噪声数值模拟研究

以潜艇舵叶在流体中转动时的流场计算结果为基础,采用宽带声源模型,利用Lilley的声功率计算公式计算舵叶转动时,流体域的声功率级分布.通过对同一水域截面的声功率级分布以及不同水域截面的流体节点压力和声功率级分布的对比分析,证明计算结果符合Panton理论,给出对舵叶进行声学设计的建议.     

海洋立管悬挂状态的固有频率和振型

文章把悬挂状态的立管简化为一端固定一端自由的梁模型,考虑截面性质和有效张力及质量的变化,其控制方程为变系数的四阶偏微分方程,运用微分变换方法推导了固有频率和振型的数值计算方法。通过数值算例验证了文中方法的有效性,考察了收敛速度的变化情况,讨论了立管末端的悬挂器具对固有频率和振型的影响,并结合工程实际,给出了若干海况下立管悬挂状态时在飞溅区的共振区域。     

40600dwt散货船舵的直接设计

在舵的设计过程中,为了使舵满足规格要求,使舵与船能更好地匹配,采用了直接计算法确定半悬挂平衡舵的构件尺寸,并对其强度进行校核。