团体标准《船用中空螺旋桨》的制定及研究成果

中国船舶工业行业协会(CANSI)发布了团体标准《船用中空螺旋桨》,这是一项具有创新叶片结构型式和焊接组装工艺的独特螺旋桨产品标准。文章介绍了制定该项标准的技术背景、国内外发展概况、标准的内容、制定经过以及标准化研究的成果。     

不锈钢焊接中空螺旋桨研制技术总结

新开发成功一种不锈钢焊接中空螺旋桨,其性能与传统的铸造铜质桨相当,兼具环保和耐用性的优势。文中详细论述了该类桨的结构特征和制作工艺,并给出了其强度计算方法。计算实例也表明,该类桨的强度可以达到规范的要求,是值得推广的一种螺旋桨制造方法。     

船用螺旋桨理论研究的发展与方向

结合近代船用螺旋桨理论研究经历的三个发展阶段,系统地分析各个阶段螺旋桨理论研究的方法,分别介绍动量理论、叶元体理论、升力线理论、升力面理论、边界元法、粘性流体动力学法等。探讨螺旋桨理论与流体力学之间的关系,重点介绍粘性流体动力学法中计算流体动力学在螺旋桨理论研究中的应用,探讨船用螺旋桨理论今后的研究方向。分析结果表明：船用螺旋桨理论研究的方法和手段都与流体力学学科的发展关系紧密,计算流体动力学和流体力学试验手段的进步将促进螺旋桨理论研究的发展。     

船用螺旋桨逆向改型设计方法研究

逆向工程技术可以实现产品的快速创新,将该技术应用到船用螺旋桨改型设计中,突破了螺旋桨的传统设计模式。本研究通过对叶片数字化模型进行整体扭转变形和翘曲变形实现了桨叶的改型,并结合CFD计算发现这种改型方法对提高螺旋桨的推进效率具有重要的作用。结果显示：扭转变形5°,10°,15°,其效率分别提高了4.3%,6.75%,9.42%。再扭转15°的条件下分别对叶梢翘曲±10 mm,发现翘曲-10 mm时推进效率略有降低,而翘曲+10 mm后推进效率有显著提高。     

船用螺旋桨的应用与发展趋势

回顾了船用螺旋桨的历史演化过程。对不同船舶工作条件下的一些特种螺旋桨特点进行了分析，重点介绍了几种新型螺旋桨的构造与应用，指出了今后螺旋桨设计的发展方向。     

无键螺旋桨液压安装的初始点

一绪言近年来,国内外新造船舶的螺旋桨几乎均采用无键液压联接方法,这种方法不但提高了螺旋桨的拆装工作效率,而且又可避免:(1)有键联接螺旋桨,因摩擦腐蚀在螺旋桨轴锥体大端的表面上产生发裂现象;(2)键槽周边发生挤碎和裂纹等缺陷;(3)高强度黄铜螺旋桨因对桨毂加热进行拆卸时,桨毂内部将产生较大的残余应力,故易在桨毂表面上出现应力腐蚀裂纹现象。由于无键螺旋桨液压安装在螺旋桨轴上时,其固定配合部位应具有足够的强度,以承受被传递的扭矩,为此,螺旋桨桨毂锥孔表面和螺旋桨轴锥体表面的机械加工要求较高,同时在套合前应用蓝油检查螺旋桨毂孔和螺旋桨轴锥体的配合情况,     

螺旋桨水动力载荷计算与验证

以实现对螺旋桨敞水性能的准确模拟,为螺旋桨结构计算提供准确可靠的水动力载荷为目标,首先依据螺旋桨的投影原理及型值参数,建立螺旋桨的三维几何模型;其次,以单通道的分区混合网格划分方法,建立了螺旋桨水动力载荷计算的网格模型,并分别采用三种湍流封闭模型计算螺旋桨水动力载荷。结果表明:计算所得螺旋桨的推力系数、转矩系数在设计点附近的误差可以保证控制在5%以内,可为后续螺旋桨流固耦合计算提供可靠的水动力载荷。     

斜流中船后螺旋桨水动力数值分析

基于CFD对国际标模KCS斜航状态进行了数值模拟,分析了不同漂角时螺旋桨在纵向、横向、垂向三个方向上的力和力矩的变化规律,并探讨了漂角对推力偏心矩的影响。数值模拟采用RANS(Reynolds-Averaged Navier Stokes)方法,结合SST k-ω湍流模型和滑移网格。计算考虑了±20o,±10o以及0o漂角,结果表明：由于横向水流改变了螺旋桨桨盘面上的载荷分布,漂角对螺旋桨的横向和垂向的力和力矩有显著影响,漂角方向对螺旋桨推力偏心矩的偏移有较大影响。     

大厚度船用复合材料螺旋桨桨叶设计与成型工艺

为开展大厚度船用复合材料螺旋桨桨叶设计与成型工艺的研究,结合复合材料成型工艺经验,以桨叶几何型值的确定作为设计和研究切入点,对船用复合材料螺旋桨桨叶进行原材料选择以及复合材料桨叶的结构与铺层设计等工作,得到了满足强度要求的桨叶设计方案。在此基础上,提出1种大厚度复合材料螺旋桨桨叶的制备方案,为大直径和大厚度船用复合材料螺旋桨的成型工艺提供了参考。     

导管螺旋桨水动力与结构强度计算方法研究

随着导管螺旋桨应用的普及,计算与分析其水动力与结构强度的方法也越来越准确、快速、简便。以荷兰船模试验水池No.19A+Ka4—70螺旋桨为实例,详述了导管螺旋桨计算与分析的整体流程。通过MATLAB计算得到螺旋桨翼面与导管的空间坐标,在Pro/E中建立三维实体模型,在HyperMesh中建立CAE模型。以流体部分网格为分析对象,分别在Fluent与CFX中进行导管螺旋桨水动力分析,并比较了不同计算软件得到的导管螺旋桨水动力分析结果,为导管螺旋桨水动力计算提供了基本思路。以流体-固体网格为研究对象,在CFX平台上中进行流固耦合计算,得到螺旋桨的结构强度分析结果,拓展了螺旋桨结构强度分析方法。该水动力与结构强度分析与研究为导管螺旋桨总体设计提供了有效可行的方法。     

基于MATLAB与CATIA船用螺旋桨建模研究

通过分析螺旋桨的几何特征,依据MATLAB编程语言实现桨叶不同半径处三维型值点计算。同时,为提高不同半径处桨叶曲面连接光顺性,对相邻半径处曲面变化较大处增加半径条数,通过样条插值方法插值增加半径处的三维型值点数据,并将三维型值点以CATIA平台识别的特定格式文件输出,快速完成螺旋桨三维模型的绘制。结果表明：该方法减少了繁琐的计算与数据整理工作,提高了螺旋桨曲面光顺性与三维建模效率。     

可调螺旋桨与固定导管间距的计算

本文对可调距螺旋桨在相对倾斜的导管中旋转、调距时与导管的位置关系进行了分析,并推导出计算公式,进行了计算机编程计算和结果分析。     

基于数值方法的船用铝合金螺旋桨性能和强度分析

验证升力面法和有限元法在螺旋桨水动力性能预报和桨叶强度分析中的计算精度,运用这两种方法对某铝合金螺旋桨进行分析设计。结果表明,在其水动力性能、强度等均满足设计要求的前提下,铝合金桨比青铜桨减重158.3 kg,减重比达59.2%。     

船用螺旋桨静平衡计算机检测原理与实验研究

介绍了为某企业所开发的一种基于传感器技术的螺旋桨液压静平衡计算机检测系统,依据电子秤的称重原理设计而成,在对其结构、工作原理进行分析的基础上,推导出了求取螺旋桨静不平衡质量的差值算法,并分别从硬件和软件两方面对其实现方法进行了介绍.实验结果表明,该系统能快速准确的测量出螺旋桨各桨叶的静不平衡质量,满足工程应用要求,所设计的检测系统对螺旋桨静平衡检测结果的精确化以及提升大型转子的静平衡检测水平具有重要的参考价值.     

船舶行业团体标准立项和发布的分析与对策

为推动船舶行业团体标准化进一步发展,对2021年度中国船舶工业行业协会和中国造船工程学会已立项和发布的团体标准进行梳理和分析,指出团体标准供给侧结构不合理等问题,并在此基础上对如何完善船舶行业团体标准化工作提出对策。研究成果可为船舶行业团体标准化的发展提供一定参考。     

关于《中国船舶工业行业协会标准船舶修理合同》(试行)的编制说明

在中国加入WTO以后，中国的修船业应全面地与国际接轨。中国修船业和有关领导部门有必要尽快编制、颁布一份具有中国特色的标准修船合同，以指导、规范中国修船业的修船合同的签订、履行和管理工作。     

船用大侧斜螺旋桨的噪声计算与分析

采用分离涡模型(DES)对伴流场中螺旋桨的轴承力进行数值计算,得到轴承力的时域值,通过傅里叶变换得到频域脉动值并分析了轴承力的频域特性。将桨叶表面压力脉动作为旋转偶极子声源,采用Virtual.Lab基于直接边界元方法计算了螺旋桨的无空泡噪声,分析了螺旋桨轴承力与噪声的关系以及噪声指向性。     

螺旋桨附连水效应的数值计算方法研究

在船舶推进轴系振动和校中计算分析中,螺旋桨在流场中引起的附连水效应是一个很重要的参数。但实际计算中,螺旋桨附连水效应一般用其自身转动惯量和质量乘以一个经验系数来得到。针对该不足,文章介绍了分析螺旋桨附连水效应的稳态谐响应数值计算方法和常用经验公式。通过对一个多用途船的螺旋桨附连水效应进行数值计算,并与经验公式的估算结果进行对比分析,误差均在合理范围内,验证了该数值方法的可应用性。     

基于UG的系列船用螺旋桨三维建模和数控编程技术研究

螺旋桨是一类复杂的自由曲面零件,根据螺旋桨的主要设计数据和叶切面的投影原理,以VC++和UG的二次开发工具UG/Open Grip为工具开发了船用螺旋桨的参数化建模系统。在此基础上,针对螺旋桨数控编程工作目前存在的问题,将知识工程技术引入螺旋桨的数控编程中,构建了螺旋桨的广义知识库和加工知识模板。运用知识推理进行螺旋桨的加工工艺决策;并且在UG的平台上,通过二次开发技术完成了船用螺旋桨的自动数控编程系统的开发,实现了船用螺旋桨CAD/CAM系统的集成化、自动化和智能化。