船用柴油机曲轴现场修理

文章针对87 000 t散货船主机曲轴异常磨损现象,进行现场勘验,确定了现场退火、低温堆焊、二次退火、现场加工等修理工艺。顺利完成了曲轴修理工作,通过试航检验,圆满解决问题并通过船检认可。     

资讯篇

斗山拟增加船用主机曲轴产量据悉,韩国斗山重工拟在 2006年增加船用柴油主机曲轴的产量,达到270根。在2004年和 2005年,斗山重工所生产的这类曲轴分别为200根和220根。斗山重工生产的最大曲轴用于 9600TEU集装箱船的柴油主机, 该曲轴长27米,重414吨。斗山重工生产的曲轴均装配在斗山发动机公司生产的柴油机上。     

曲轴弯曲与过热的现场修理

某滚装船主机曲柄销烧蚀严重，造成曲轴弯曲0．45mm，曲柄销表面硬度超过正常水平3倍以上，且极不均匀。由国外修理无望的情况下，青远华林与青岛万度力公司携手开拓，创造性地在现场对该主机曲轴实施了校直、退火、加工等服务，并于2个月后，在青岛再次对该主轴进行检验．证明该修理工程的成功。     

B＆W L67GBE主机曲柄销现场加工

2007年7月，英国某巴拿马型散货船在来秦皇岛码头卸货时，发现该轮主机曲轴曲柄销损伤严重。慕名请求青岛万度力工程有限公司，进行现场修理。青岛万度力公司派技术人员到现场勘察后，发现4号曲柄销损伤严重，需修整过渡圆角。经过多日工具准备后，青岛万度力公司派技术人员赴秦皇岛开展了修理任务。     

南车资阳“巨无霸”曲轴成功下线

11月20日,重约5.375t、长约6.735m、装机功率达9000kW的我国首支最大全纤维钢曲轴,在中国南车资阳公司下线。该曲轴"巨无霸"的诞生,填补了我国V型32/40曲轴从锻造、热处理到机械加工生产领域的空白,打破了我国长期依赖进口该型曲轴的局面。南车资阳公司新研发生产的这种曲轴可广泛应用于大型发电机组、船用主机和辅机等领域。目前,南车资阳公司也成为我国唯一具有从锻造、热处理到机械加工     

4冲程柴油机曲轴裂纹原因分析及换新工艺

通过对某轮主机曲轴的检查和测量，分析了裂纹产生的原因和机理，对曲轴的换新工艺进行了论述，探讨了在操作管理和修理主机曲轴的技术要点。     

大船轴系校中的检验

近几年来,与主机直接相连接形式的轴系校中工作越来越引起了船检、船东、船厂和主机专利公司的高度重视.受重视的主要原因是有一些船厂在交船过程中或交船后船舶保修期内频繁出现艉管轴承或主机主轴承的损坏现象,出现多起船舶满载、主机热态情况下的曲轴臂距差超过主机专利公司推荐值的现象,并由此引起了从英国劳氏船级社开始,多家船级社跟随,对船舶轴系校中的章节做了较大幅度的改动,对检验工作提出了更多的检验项目与要求.本文通过对大型船舶轴系校中的难点分析指出了其检验要点.     

舰船柴油机曲轴轴系多体动力学仿真

柴油主机是舰船动力推进系统中的重要组成部分,对柴油主机的曲轴轴系进行多体动力学仿真分析可以精确求解轴系的动态和静态响应,对优化船舶柴油主机的性能和结构有重要的价值。本文系统介绍多体动力学理论,建立船舶柴油机曲轴轴系的动力学分析模型,并结合有限元分析软件Ansys方法对曲轴轴系的强度进行计算和仿真分析。     

船用柴油主机曲轴红套滑移的检测、计算与调整

该文论述了某4万吨散货船万匹马力船用柴油主机曲轴红套滑移后的检测、计算及调整的过程与结果,解决了该轮主机曲轴红套滑移后NO.1、NO.2缸燃烧不良,增压器喘振,船舶震动等严重的问题,为特大功率柴油机曲轴红套滑移后的处理进行了有益的理论探讨,并通过大量的实际数据采集,积累了一定的实际经验.     

2940 kW全回转拖轮主机曲轴轴瓦烧坏故障分析及修复工艺

大功率拖轮在实施重载拖航作业的过程中,发生主机曲轴轴瓦烧坏故障的主要原因是船舶操纵人员没有理解船舶主机的推进特性原理,盲目加速致使主机超负荷。故障柴油机在曲轴轴颈磨削量超出柴油机生产厂许可的最大磨削尺寸,可采用特配非标准轴瓦的修复工艺。     

一种复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法

风暴模型是Tomita等提出的用来评估船舶结构疲劳强度的一种随机波浪载荷简化模型,它能表达波浪载荷是与时间相关的随机过程。文中介绍了风暴模型及波浪诱导应力短期分布的基本特征。将风暴模型和裂纹扩展率单一曲线模型及焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法结合起来,探讨了复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法。并用权函数法计算了给定残余应力分布的表面裂纹应力强度因子。预报了对接焊接接头焊趾处表面裂纹在风暴波浪载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为,结果表明风暴的大小、顺序,初始裂纹尺寸及残余应力对裂纹扩展行为影响明显。合理的风暴模型参数及初始裂纹尺寸的确定对船舶结构的疲劳寿命预报是非常重要的。     

肘板趾端表面裂纹在随机波浪载荷作用下的疲劳扩展预报

肘板趾端是船舶与海洋结构的疲劳热点。文章用三维有限元分析了趾端表面裂纹应力强度因子修正系数的变化规律,并与BS7910推荐的典型节点表面裂纹应力强度因子公式计算结果作了对比,结果表明趾端表面裂纹应力强度因子沿深度方向的放大系数和T型节点相差很小,而表面端点应力强度因子修正系数则当裂纹长度在肘板厚度范围内时和T型节点相差很小,超出后则相差较大。以某客滚船上肘板趾端应力范围长期分布服从Weibull分布,产生系列均值为零的应力幅,应力强度因子分别采用有限元结果和BS7910中T型接头公式进行计算,采用单一曲线模型计算该趾端表面裂纹的裂纹扩展。计算等效应力强度因子幅时,考虑焊接残余应力的影响。计算结果表明以T型接头的公式计算趾端表面裂纹应力强度因子和有限元结果相差很小。建议将T型节点表面裂纹应力强度因子计算公式用于趾端表面裂纹应力强度因子的计算,并采用单一曲线模型对随机波浪载荷下作用下船舶典型节点疲劳裂纹的扩展寿命进行了预报。     

变幅载荷作用下焊接接头疲劳寿命预测方法

船舶与海洋结构物在其服役过程中受到波浪等载荷的交变作用而引起结构的疲劳损伤.检测结果表明船舶及海洋结构的疲劳热点部位大多数是在构件相互连接的焊缝焊趾处.因此,研究典型接头表面裂纹应力强度因子统一计算方法以及变幅载荷作用下表面裂纹扩展规律对船舶与海洋结构物的寿命预测是十分重要的.本文讨论了裂纹闭合及开口比的计算,在Newman有效应力强度因子计算方法的基础上,提出了考虑因素更全面的有效应力强度因子幅计算式以及变幅载荷作用下船舶与海洋结构物典型焊接接头疲劳裂纹扩展寿命预测模型.     

基于裂纹最大张口位移的加筋板弹塑性断裂分析

为了快速方便地求取船舶加筋板塑性性能的两个重要参数—裂纹尖端塑性区半径（Ry）和裂纹尖端张开位移（CTOD）,文章提出了一种基于裂纹最大张口位移（MCOD）来确定加筋板的裂纹尖端塑性区半径和裂纹尖端张开位移的简便方法。该法基于理想弹塑性材料,以提出的裂纹最大张口位移与裂纹尖端塑性区半径及裂纹尖端张开位移的拟合函数关系为基础,考虑了模型尺寸效应、材料特性参数及外载荷的影响。文中还对不同裂纹长度、不同屈服极限条件、不同板/筋刚度比时方法的适用性进行了分析,研究表明：该方法能够消除裂纹长度、屈服极限和外载荷等因素的影响,适用于有限宽船舶加筋板的弹塑性分析。     

含裂纹集装箱船厚甲板剩余极限强度时变衰减及维修建议

研究含初始裂纹集装箱船厚甲板的裂纹扩展及对剩余极限强度时变衰减的影响对于船舶的安全运营有很重要的意义。以8530TEU集装箱船为例,对含裂纹板进行剩余极限拉伸强度计算。计算结果表明：寿命期内板的裂纹扩展有一临界值,当大于该临界值,裂纹扩展急剧增加,剩余拉伸强度也迅速减小,3-5年内板就会发生断裂。因此,建议在第10年对目标甲板进行一次大的检测维修,对裂纹扩展严重的构件的进行更换。     

Simulation-based fatigue crack management of ship structural details applied to longitudinal and transverse connections

It is of continuing importance for ship structural design to establish a system to compute the growth behavior of fatigue cracks propagating in structural details. In the present paper, a simulation program is developed for multiple fatigue cracks propagating in a three-dimensional stiffened panel structure, where it can predict fatigue crack lives and paths by taking into account the interaction of multiple cracks, load shedding during crack propagation and welding residual stress. Various fatigue crack propagations in longitudinal stiffeners of ship structures are investigated by both the present simulation method and experiments. From these results, it is found that the crack propagation may considerably change, depending on the loading conditions, structural details and residual stress distributions. This means that one could possibly manage to avoid fatal damage of the skin-plate by properly designing the structural details. Furthermore, these results may imply a possibility to realize a rational fatigue crack management if one can estimate the fatigue crack-propagation behavior during the ship lifecycle. The present simulation program may offer a useful numerical tool for this purpose.     

随机载荷作用下的疲劳裂纹扩展

船舶等许多工程结构在服役过程中的受载荷历程是一个随机过程.而变幅载荷下的载荷相互作用对疲劳裂纹扩展寿命将产生显著的影响.因此研究随机载荷作用下的裂纹扩展及定量计算对船舶结构的疲劳寿命预测的可靠性是十分重要的.该文提出了一个基于有效应力强度因子,以应力比和裂纹尖端塑性区尺寸为主要参数的随机载荷作用下疲劳寿命预测模型.该模型用于预测几种载荷谱作用下的裂纹扩展试验,结果表明预测结构和实验结果符合得很好.     

A reliability approach to fatigue crack propagation analysis of ship structures in polar regions

Fatigue is a common failure mode in ship structures. For structures with an initial crack, the fatigue crack propagation behavior needs to be considered. The purpose of this study is to establish a procedure for analysis of fatigue crack propagation of ship structures in combination with reliability methods. The stress intensity factor (SIF) and geometry correction factor are calculated by means of finite element analysis. Validation for the SIF calculation is achieved by comparing the computed results with those based on related solutions. Since fatigue damage usually occurs in weld areas, the effect of such components on the fatigue crack propagation behavior was also considered in this work. The Paris law in combination with the Monte Carlo technique are employed for the fatigue crack propagation analysis in this study. Reliability updating based on inspection for cracks is also carried out. A computer program was developed for the purpose of fatigue crack propagation analysis within the framework of reliability methods. An application example of fatigue crack propagation in relation to the hull of the icebreaker Xuelong 2 is presented. The sensitivity of the procedure to key analysis parameters (sample size, initial crack size) is also considered. Finally, the effect of low temperatures on the computed results is also analyzed.     

Markov决策过程在船舶结构维修中的应用

船舶腐蚀和疲劳是导致船体老化,进而使其逐渐丧失结构承载能力的重要原因.本文采用具有无后效性的Markov链来模拟船体结构老化过程,其状态空间由完好(不需要维修)、可见裂纹维修、油漆和阴极防护维修、腐蚀修理、疲劳裂纹修理、腐蚀疲劳组合修理和完全失效共计七种状态组成.每一状态均可采取无修理、修理和更新三者之一的维修方案.通过迭代来获得最佳维修方案以实现单位时间成本最低的维修优化目标.算例表明,Markov链可以合理地模拟船舶结构的老化过程,并可方便快捷地运用于船舶维修经济论证.     

450MPa级船体钢焊缝疲劳试验研究

通过对450MPa级船体用钢母体试件、焊缝试件在波浪随机载荷和均方根等效载荷下的疲劳裂纹扩展规律的试验和模拟计算，结果表明用均方根等效载荷替代波浪随机载荷下的疲劳裂纹扩展规律是一种安全有效的方法，并且焊缝金属在抵御疲劳裂纹扩展方面优于母材金属。