CAD/CAM技术在基于UG舰船螺旋桨数控加工中的应用

螺旋桨是船舶动力系统的重要组成部分,通过与水的相互作用力,产生船舶前进的动力。船舶螺旋桨的结构复杂,是一个含有大量自由曲面的零件,因此,螺旋桨的设计与加工存在较大的难度。传统的螺旋桨制造方法包括铸造、锻造等,加工精度和效率很难得到保证。近年来,随着数控加工技术的发展,基于计算机编程的CAD/CAM等技术逐渐在螺旋桨加工领域应用起来。相对于传统的螺旋桨加工方法,基于CAD/CAM技术与UG软件程序相结合,在螺旋桨复杂曲面建模和编程等方面有很大的优势。本文系统介绍了CAD/CAM和CAPP等先进的加工技术,在UG中建立了船舶螺旋桨三维模型,并生成了螺旋桨自由曲面加工的数控程序,大大提高了螺旋桨的加工精度和加工效率,具有重要的实际应用价值。     

螺旋桨工艺型值的计算机生成方法

将螺旋桨理论型值转化为铸造用的型值数据，待处理的参数多，计算过程也比较复杂，手工完成相当困难；借助计算机来完成既快又准，能够满足实际需要。     

某油船尾部异常噪声的解析

通过故障树分析方法,逐一分析了影响某新建油船尾部螺旋桨区域出现异常噪声的原因。在分析过程中,除采用了测量分析法外,还运用理论分析这种噪声的形成机制,推断出这种噪声是由于螺旋桨加工精度不高所致,即形成了所谓的螺旋桨"谐鸣"现象。     

可调桨叶片计算机辅助设计和制造系统

在船用螺旋桨研制中,整个设计阶段都需要进行大量的计算.日本横滨的海鸥螺旋桨公司早在1980年就采用计算机辅助设计,该系统现正全部有效地在使用.此外,投资效果好、使用方便的计算机外围设备使该公司能将该系统进一步扩展成为自动绘图和显示图象的装置,以便随时绘出需要的图样.1983年"海鸥"采用数控铣床加工可调桨叶片,同时,还开发了一种用于设计、制造和检验的计算机控制系统.     

航运

我国舰船用螺旋桨加工技术实现新突破 我国科学家自主研发的“螺旋桨用重型七轴五联动车铣复合加工机床”近日正式通过科技成果鉴定．．此项成果将实现几代中国舰船人让螺旋桨安静工作、让舰船静静远航的梦想．据了解，这一车床可实现对螺旋桨叶面重叠部分、非重叠部分、桨叶轮廓以及桨毂中孔等加工区域的全面精密铣削加工，还能利用车铣复合的特点，进行一次装夹多平面的加工，大大提高了整体螺旋桨型面加工精度和加工效率，解决了大型整体螺旋桨加工的难题。     

大侧斜可调螺距螺旋桨

本文论述了大侧斜可调螺距螺旋桨的设计与试验。近几年来大侧斜可调螺距螺旋桨由于螺旋桨与船体伴流场间的相互作用而减小了螺旋桨的诱导振动,改善了转叶扭矩因而得到了显著的发展。作者所在的卡米华公司的船用试验室对大侧斜螺旋桨进行了广泛的研究,其中包括:螺旋桨流体动力特性的确定;在模拟船艉伴流场情况下,对空泡模型的观察以及对作用在船体上的螺旋桨诱导脉动力的测量;在模拟船艉伴流场的情况下,对不同工况测量了螺旋桨桨叶的动态力与力矩;在系统地改变进速比、空泡数、螺距比的情况下,测量了桨叶的转叶扭矩值并比较了常规叶型与大侧斜螺旋桨的各种参数。本文还介绍了进行上述试验所选用的仪器,并将试验结果以曲线形式给出。最后作者还对大侧斜可调螺距螺旋桨的设计和应用提出了一些建设性的意见并对大侧斜螺旋桨予以正确的评价。     

基于NURBS曲线生成三维螺旋桨模型的研究

基于VB6.0二次开发Excel,采用坐标变换的方法,将螺旋桨二维叶切片型值转换到三维笛卡尔坐标系。采用NURBS曲线在AutoCAD平台中生成螺旋桨三维模型。本方法通用性好,可以适用于AU型、MAU型、AUw型、MAUw型等螺旋桨的快速建模。     

螺旋桨水动力性能及流固耦合数值模拟

根据螺旋桨局部坐标转换成全局坐标的型值,建立螺旋桨的三维几何模型。基于商业软件,分别研究分区混合流体网格和结构网格的划分。使用Fluent软件分析螺旋桨的敞水性能,结合MRF转动模型和SST湍流模型研究螺旋桨在不同进速系数下的推力、转矩和敞水效率。与实验测量值比较,证实了该方法的工程可用性。基于Workbench平台,将CFD软件计算和有限元求解耦合起来,研究螺旋桨敞水时的单向流固耦合作用,对桨叶的结构强度进行校核计算,并分析螺旋桨应力,变形与进速系数的关系。     

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。     

螺旋桨诱导船体表面脉动压力预报的试验研究

研究了螺旋桨诱导的船体表面脉动压力试验预报值随空气含量变化的规律及螺旋桨模型空泡形态随含气量变化的规律,并与实桨空泡对比分析;探索了脉动压力试验预报与实桨测量值最接近的空气含量控制准则;比较了螺旋桨模型在船模伴流场和修正后的伴流场中工作时,螺旋桨诱导的船体表面脉动压力预报值及螺旋桨模型空泡形态,与实船测量观察结果进行对比,并就伴流场修正对螺旋桨诱导的船体表面脉动压力试验预报的影响作了探讨;研究了螺旋桨诱导的船体表面脉动压力的预报值随桨模试验转速变化的规律。     

一种航迹保持自适应自动驾驶系统

本文论述一种航迹保持自适应自动驾驶系统。在系统中,设计了一种简单的自适应滤波器。它可根据新息的统计特性,采用方差检验和调整法,对海区环境影响作出估计,使能自动适应海区环境变化,并对受测量误差影响的测量值进行优化处理,给出航向、偏航距离等状态变量的估值。解决了对海区环境估计不足时常规的卡尔曼滤波器性能低劣、甚至滤波发散,使得随机控制系统不能正常工作的问题。滤波结果用于控制,控制律是从使二次型性能指标最小中获得的。计算机仿真的结果明,该系统中滤波器自修改能力克服了常规卡尔曼滤波器对验前统计资料要求过高和应变能力差的弱点。估计和控制亦有相当良好的精度。     

非均匀来流中加工误差螺旋桨的轴承力数值模拟

[目的]为研究复合材料螺旋桨的加工误差在非均匀来流中引起的轴承力问题,[方法]基于统计法,人为改变螺旋桨主桨叶沿坐标轴平移和旋转等6个自由度方向的加工误差量。在非均匀来流条件下采用SST k-ω模型和滑移网格技术对具有参数误差量的DTMB P4119螺旋桨进行螺旋桨轴承力计算,通过分析,得到螺旋桨各参数加工误差量对螺旋桨轴承力影响的基本规律。[结果]研究表明:随着各自由度方向加工误差量的增加,垂向和横向轴频轴承力呈近似线性增加的趋势,一阶叶频轴承力变化较小;桨叶在直径、螺距方向的加工误差对螺旋桨轴频轴承力影响较大。[结论]所得结果可以帮助准确预报螺旋桨性能,并为提出更为详细的螺旋桨加工精度准则奠定基础,为该领域后续的研究提供借鉴与参考。     

大型舰船型材的测量和冷弯加工成型技术

大型舰船型材测量与加工是体现造船水平的关键环节,当前船用型材冷弯加工是一项技术含量高、精确度要求高的工作,而传统的测量控制方法已经难以满足实时测量、精确控制的加工要求,这就使冷弯加工成型控制系统研究成为了造船领域研究的重要课题之一。本文分析了大型舰船型材测量控制法,即近似弧长三次参数测量控制法,并提出了型材冷弯加工成型技术的实现方法,经过仿真实验证实本控制系统能够保证型材加工精度和加工效率。     

舰船螺旋桨四轴曲面数控加工刀位模拟规划分析

由于传统方法对船舶螺旋桨的加工刀位规划精度不高的现象,提出舰船螺旋桨四轴曲面数控加工刀位模拟规划分析。根据螺旋桨四轴曲面的结构特点,确定螺旋桨的轴向基准,对刀位进行模拟计算,生成数控加工刀位轨迹,以HOOPS为平台,对螺旋桨数控加工进行模拟,实现螺旋桨四轴曲面刀位规划。仿真实验结果表明,数控加工规划法比传统规划方法的螺旋桨加工精度高16.3%,具备有效性。     

LY-5380型螺旋桨铣床

高速舰船的螺旋桨,由子盘面比大,叶厚比小,精度要求高等原因,为使桨坯铸件不因铸造变形而报废,往往留有较多的加工余量,这使手工加工时操作困难,劳动强度大,噪音、粉尘污染严重。目前,国内外适合这类螺旋桨加工的机床尚属少见,日本东芝公司的MF-4522型螺旋桨铣床,虽然自动化程度较高,但加工盘面比大,特别是凹形叶切面的桨叶仍有一定困难。国内研制的几种型号,除了结构复杂,维修困难外,刚性差,加工范围小在使用上也都不太理想。     

螺旋桨桨叶铺丝机床的精度补偿技术

针对传统螺旋桨易受腐蚀、出现空泡损伤等弊端,提出一种用于小型螺旋桨桨叶成型的铺丝机床。铺丝机床主体为六杆并联平台,桨叶成型功能由铺丝头完成。对机床加工精度进行分析,使用激光干涉仪对其进行测量,确定其定位误差为机床精度最重要的影响因素。通过BP神经网络建立机床的误差模型,将得到的误差通过并联平台控制系统进行补偿,使螺旋桨桨叶铺丝机床精度处于±20μm之内,达到设计要求。     

导管空气螺旋桨的设计方法

简要介绍了导管空气螺旋桨的类型,基于动量理论、叶素理论和涡流理论阐述了加速型导管空气螺旋桨的设计方法,给出了一个基于该设计方法的设计实例,并将该设计方法的计算结果与试验结果以及其他方法的计算结果进行分析比较,计算结果与试验测量值吻合较好,进一步验证了该方法的可行性。     

钢板焊接桨的设计检验与强度分析

螺旋桨一般采用铜合金、铸钢及铸铁等三种材料铸造,但一些内河小船出于经济因素等方面的考虑,采取由钢板焊接制作。钢板螺旋桨设计与建造质量的好坏,直接影响到本身的强度和水动力性能,也影响到船舶的安全营运与经济效益。因此,对螺旋桨的设计与制造实施检验是船舶检验工作的一项重要内容。     

螺旋桨螺距三维激光测量技术应用

文章针对船舶螺旋桨修理过程中螺距测量的需要,利用全站仪进行螺旋桨桨叶坐标数据的采集,通过三维坐标转换得到螺距计算所需数据,并与传统螺距规测量结果进行比较,验证了该方法的准确性.该方法可以满足螺旋桨螺距的测量要求,为螺旋桨修理螺距测量提供新的思路.     

高速电火花线切割机床在舰船高精度零件加工中的应用

舰船螺旋桨等精密结构件的加工精度具有非常高的要求,实现舰船高精度零件的自动化加工是舰船工业领域的研究热点。高速电火花线切割技术是一个非常先进的加工技术,具有高精度、高效率等优点,目前在航空航天等精密结构件的加工方面有非常广泛的应用。本文对高速电火花线切割技术进行了详细介绍,重点介绍了一种舰船高精度零件的高速电火花线切割机床,以及该机床的精度检测与控制原理。