基于ANSYS的船用汽轮机长扭曲叶片模态分析

通过建立某型汽轮机叶片的实体模型,并基于ANSYS软件对该叶片的振动特性进行研究,利用ANSYS结构分析模块进行了模态分析,得到了叶片的前6阶固有频率和相应的振型.根据计算结果分析了汽轮机叶片的振动特性,为该叶片的设计优化和振动安全性检验提供了数值依据.     

某船用风力发电机叶片降噪设计

为降低风力发电机叶片噪声,探索从形貌优化到降低风叶噪声的解决方案。根据薄壁结构高刚度形貌优化以提高某阶模态频率为优化目标的特点,通过对风叶结构模态分析,为形貌优化确定合适的目标模态。以风叶几何形状作为设计变量,体积作为约束函数,第一阶固有频率作为目标函数,对风叶结构进行了形貌优化。优化结果表明:改进后风叶第一阶固有频率值由42.3 Hz提高到57.6 Hz,提高了36.2%。在相同的激励下,优化得出的结构具有更多的振动衰减时间,从而达到减少振动以及噪音的目的。     

船用内燃机扭转振动的实用问题

本文属综合性报导,为船舶设计人员提供关于船用内燃机扭转振动的实用设计资料。首先介绍两种扭转振动自然频率计算方法:杜勒麦列法及巴拉诺夫图介法,通过实例比较该两种方法的工作量及准确度。继着简单途述强制振动有关的因素和减振的影响,以及各国造船界对扭转振动附加应力的允许范围的选定问题。最后介绍扭转振动所引起的轴系部件拆断或破裂的倾向及其起源点。     

船用汽轮机汽封系统改进研究

针对船用汽轮机常用的汽封系统结构的缺点,设计并应用了汽封压力调整器,能将轴封、主汽门及调节汽阀的漏汽一体化集成处理,合理利用了高压漏汽源,并具有根据压力自动调节汽封补汽的优点,既提高了设备的自动化程度,又减小了安装空间。经实船的运行检验,证明了该系统的可靠性及实用性。     

船用汽轮机叶片叶根区域强度特性及设计改进

某船舶汽轮机压力级封口叶片采用变型设计,其使用销钉结构连接叶片叶根及轮缘,由于在变型设计中将增大叶片高度,可能出现强度不足的情况,因此采用三维有限元强度分析方法对其叶片、销钉区域应力进行计算,发现其叶根轮缘部位应力过大,存在一定的失效风险。文章提出了对销钉、叶根轮缘进行优化的多种改进结构,使用理论计算及有限元计算结合的分析方法,获得了最佳的设计改进方案,最终叶根局部区域的最大等效应力下降了43%,轮缘局部区域最大等效应力下降了23%,该叶片局部的优化改进措施提升了该汽轮机组运行的可靠性。     

6300型船用中速柴油机推进轴系扭转振动与轴系设计的关系

本文结合实例分析了6300型船用中速柴油机推进轴系由于扭振造成弹性联轴器断裂的事故,找出了原因并提出了改进措施,还就该轴系扭振与轴系设计关系提出几点看法。     

船用柴油机轴系扭转振动的减振与避振

前言在毛主席革命路线指引下,我国造船工业、航运事业和柴油机制造上业从无到有,从小到大,正在逐步发展。各种类型的船用柴油机——从适用于远洋船的大型低速柴油机、适用于长江沿海船舶的中速柴油机到港湾内河船舶的小功率中、高速柴油机均已能成批生产,一些工厂和科研部门正在研制高增压大功率柴油机。为了进一步提高我国造船工业和船用柴油机制造工业的水平,确保船舶的安全营运,有关船舶柴油机轴系扭转振动造成破坏事故的问     

船用螺旋桨叶片振动辐射噪声数值分析

  目的  为获得空间不均匀流场诱发的螺旋桨振动随其固有频率的变化关系,进行实验研究。  方法  实验获得两种几何外形相同而材料不同的七叶大侧斜螺旋桨在不同工况下的动应变。实验中的空间非均匀流场由螺旋桨上游400 mm处布置的4阶或6阶尾流窗产生。在尾流窗下游100 mm处布置激光多普勒测试系统,测得流场的轴向速度分布。利用贴在桨叶不同位置的应变片测试系统测得桨叶振动应变。  结果  获得了桨叶振动随螺旋桨转速与尾流窗变化的规律,在均匀来流条件、4阶和6阶不均匀来流条件下,动应变频谱的最大峰值分别出现在轴频、4倍轴频和6倍轴频处。明确了非均匀流场激励下桨叶固有模态对其振动响应的影响,当6倍轴频激励力的频率与塑料桨的固有频率一致时发生共振,桨叶振动的幅度最大。  结论  本研究表明设计人员设计螺旋桨时,除关注其水动力性能外,应考虑其固有频率的影响。     

某船用柴油机增压器涡轮叶片断裂故障分析

针对某船舶电站用柴油机增压器涡轮叶片断裂导致柴油发电机组无法正常运行的故障,开展增压器涡轮叶片断裂故障原因分析。对可能导致涡轮叶片断裂的各种因素进行分析排查,结果表明:涡轮浇铸温度趋近于上限,导致晶粒偏大,使涡轮叶片抗疲劳能力下降;增压器运行过程中,涡轮叶片受长期交变应力作用,粗大结晶区萌生裂纹,裂纹以疲劳方式扩展,最终导致涡轮叶片断裂。根据分析结果可知,减小涡轮浇铸温度控制范围,避免浇铸温度趋近上、下限值,按照改进浇铸温度后生产的涡轮增压器经过3 000 h的验证,未发生涡轮叶片裂纹、断裂故障。对柴油机零部件国产化过程中关键工艺参数确定需注意的问题具有借鉴意义。     

船用汽轮机空心叶片除湿特性数值分析

通过数值仿真对船用汽轮机低压级空心叶片区域的水滴运动情况进行计算,分析比较了在不同粒径和不同进口汽流速度情况下水滴的运动规律,并通过VOF方法揭示了槽内液膜的流动特征,得出采用空心叶片开槽是较好的除湿措施。     

轴系扭转振动与螺旋桨叶片安装角

柴油机主推进装置激起扭转振动的干扰力,主要来自两个方面:其一是主柴油机;其二是螺旋桨。假如这两者所产生的干扰力的简谐次数和相位相同,则它们的合成干扰力会达到最大(图1)。假如人为地使它们的相位不同或谐次不同,则它们的迭加会使合成干扰减小,从而就使强迫扭转振动减弱。后一种情况,正是一种减振措施。本文主要探讨,对已经选定的主柴油机,怎样从轴系结构设计和螺旋桨安装工艺设计上来达到使所激起的扭转     

船用空压机控制系统设计

<正>传统船舶空压机控制系统采用继电器、接触器组成的系统控制空压机启停,其控制箱体积庞大,控制线路复杂,一旦出现故障只能逐个排除故障。另外接触器、继电器控制通过机械式接触,因为触头的损坏或者老化等原因寿命比可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)低。PLC控制系统响应时间比继电器更短,继电器通过触点间的开或闭合来完成逻辑控制,而PLC是集成电子逻辑,响应速度和控制精度是传统继电器无法比拟的。     

船用蒸汽蓄热器放汽过程动态特性数值模拟

  目的  船用蒸汽蓄能器可为船舶大型汽力装置提供推力,为保障其安全稳定运行,有必要研究其在大负荷释能扰动条件下的热力不平衡特性。  方法  根据船用蒸汽蓄能器的特点,建立热力非平衡释能模型。通过对比仿真数据与实验数据,验证热力非平衡释能模型的准确性。采用数值模拟分析大负荷释能扰动下船用蒸汽蓄能器的热力非平衡特性,揭示非平衡分数、非平衡压差和非平衡温差等关键表征参数的分布规律。  结果  计算结果表明,在蒸汽蓄能器的释能过程中,由于水介质的导热系数低,水温传导变化速率滞后于压力响应速率,所以蓄能器内会发生自发闪蒸现象,导致蓄能器的释能流量、压力及温度表现出强烈的热力非平衡状态。  结论  研究成果可为实船蒸汽蓄能器释能过程的优化设计提供数据参考。     

船用蒸汽蓄热器放汽过程动态特性数值模拟

船用蒸汽蓄热器是在极短时间内实现从较大流量供汽能力向极大流量供汽能力转换的关键设备,对船舶蒸汽动力系统安全稳定运行具有重要影响。以船用蒸汽蓄热器为原型,建立三维物理模型,采用两流体模型计算放汽过程中的闪蒸规律,利用标准k-ε 方程计算蓄热器湍流脉动形式,并引入指数压降放汽边界条件,进行船用蒸汽蓄热器放汽过程动态特性的数值研究。计算结果表明:在放汽起始阶段,蒸汽蓄热器出现了“虚假水位”;放汽过程后期,在蒸汽蓄热器水空间呈现涡流现象,形成了汽水自然对流循环,加强了汽水湍流脉动及沸腾传热效果,其模拟计算结果与试验数据基本吻合。

     

船用模块设计研讨

本文简要介绍若干典型船用模块的研究、开发及其基本特征，并阐述模块化要领及船舶设计中采用模块的要点。     

船用拉杆油缸设计

船用拉杆油缸的设计过程中,关键的技术是结构的稳定性和密封的可靠性。采用ANSY有限元分析软件设计了拉杆油缸的缸筒、活塞杆、端盖和活塞杆的密封结构,分析计算的强度和刚度、密封件的耐压载荷都满足实际使用要求,通过对油缸的静态性能试验和耐久性试验,验证了油缸设计过程的完整性。该设计技术流程可供同类油缸设计参照。     

摇摆条件下船用蒸汽蓄热器放汽过程数值研究

基于两流体模型和热相变模型,结合考虑附加惯性力的摇摆计算模型,并引入指数压降放汽边界条件,利用CFX软件进行了摇摆条件下船用蒸汽蓄热器放汽过程数值计算。计算结果显示,在摇摆条件下,蒸汽蓄热器放汽压力和温度均快速降低,但摇摆运动对放汽压力和温度参数影响比较小;摇摆运动加强蒸汽蓄热器内汽水两相流体的湍流交混,诱发蓄热器压力场、速度场和温度场分布紊乱;周期性的摇摆运动导致蒸汽蓄热器水位产生剧烈的周期性波动,且波动周期与摇摆周期基本一致。摇摆模型在蒸汽蓄热器两相流数值模拟中的成功应用,可为海洋条件下蒸汽蓄热器热工水力的准确分析提供参考。     

船用阀门网络控制系统设计

介绍了船用阀门遥控系统结构形式和特点,分析了船用阀门遥控系统在液货装卸、压载、洗舱、污油水排放等方面的具体应用,结合阀门遥控系统自身特点,提出了包含以太网、CAN总线两层网络的阀门遥控系统解决方案。     

船用冷风机及冷库设计

该文简述了国产船用冷风机的研制,并分析了船舶伙食品冷库设计的关键技术,以供有关冷库设计、使用人员参考。