舰船推进轴系校中的多目标优化计算方法

推进轴系校中的质量对于确保推进系统长期安全可靠的运转极为重要,也是保证舰船正常航行的关键因素,因此研究合理的校中计算方法以及确定最优的轴系校中方案是推进系统研究的重要内容之一。在建立舰船推进轴系校中多目标优化模型的基础上,分别定义了模型中的优化设计变量、优化目标函数以及约束条件。以某型舰船的推进轴系为研究对象,进行推进轴系校中的多目标优化计算分析,通过与Kamewa公司的计算结果进行对比,采用多目标优化后的支承变位能够获得更加均衡的轴承负荷分配结果,同时后轴架轴承的负荷也得到了一定程度的降低,达到了更加优化的校中效果,验证了方法的有效性。     

Long marine shafting alignment and optimization considering propeller hydrodynamic force in wake field北大核心CSCD

[目的]针对计入螺旋桨水动力的舰船轴系校中计算,传统方法通常容易忽略船体伴流场的影响,使得螺旋桨水动力计算的结果与真实值之间存在较大偏差,从而导致轴系校中精度下降。[方法]以某舰船长轴系为对象,建立桨-轴-船一体化有限元模型及其伴流场流域模型,利用CFD数值仿真的叠模方法计算螺旋桨水动力;采用流固耦合法将流体计算结果作用于螺旋桨表面,进行轴系校中计算,并得到螺旋桨水动力对轴系整体挠曲线及各轴承状态参数的影响规律。在此基础上,引入多目标优化算法开展轴系多目标优化校中,来解决轴系末端四套轴承间载荷差值过大的问题。[结果]考虑螺旋桨水动力后,轴系尾部挠度变化减小,越靠近螺旋桨处的轴承其载荷所受影响越大,载荷值随进速系数的增大而减小;对比多目标优化前后的轴系校中状态,轴系各轴承之间的载荷差值明显减小,轴系运行状态得到改善。[结论]所提方法提高了计入螺旋桨水动力的轴系校中计算精度,可为轴系校中质量的提升提供参考。     

MATLAB在船舶轴系校中设计中的应用

本文论述了校中船舶轴系优化校中设计方法．用MATLAB软件对船舶轴系校中设计中的方程组及优化校中线性规划模型进行了模型求解,实践证明用MATLAB编程方便快捷,极大地提高了轴系校中设计的效率及准确性,对船舶轴系校中设计具有实用意义。     

不同校中状态对某轴系回旋振动的影响研究

轴系的回旋振动是影响船舶安全、稳定和持续运行的重要因素之一。本文以某轴系试验平台为对象,研究不同校中状态对其回旋振动的影响。根据该轴系试验平台的实际尺寸建立其有限元模型,以此为基础进行直线校中计算。以艉轴承上负荷最小为目标函数,采用IWO算法进行轴系双向优化校中,使得轴承位置优化后艉轴承上负荷明显减小。基于轴承支撑结构,运用雷诺方程计算轴承支撑油膜压力分布及其刚度特性,依此建立ANSYS计算的轴承支撑模型,计算和对比该轴系试验平台的不同校中状态对其回旋振动的影响,为在优化轴系校中过程中减小轴系回旋振动提供了一定的理论支撑。     

考虑减轻轴系弯曲振动的船舶轴系双向校中优化

轴系校中不良会引发轴系受力不均及轴系振动,从而导致轴件磨损、零部件松动、轴杆断裂等问题,将考虑减轻轴系弯曲振动计入轴系校中优化进程,对提高轴系校中质量和运转性能具有重要意义。本文在常规轴系合理校中的基础上,综合运用奇异函数、传递矩阵法及雷诺方程,将各轴承处振动传递功率流作为优化目标之一计入了校中计算,并以某船舶推进轴系为例,利用Isight优化软件和Matlab组件联合编程仿真,对轴系各轴承位置进行了双向校中优化。研究结果表明,该方法能有效优化各目标函数,优化后推进轴系尾后轴承负荷降低、各轴承负荷分配更为合理,同时轴系的振动特性也有所改善,达到了更优的校中效果,验证了该方法的合理、有效性。     

船舶轴系校中计算中优化算法的应用

本文以常见船舶轴系布置为基础,建立轴系校中计算数学模型,采用智能微群优化算法数值求解该数学模型。并对某3000吨级海监船进行轴系校中计算,结果表明智能微群优化算法求解出的轴系校中参数满足中国船级社相关规定的要求,该方法可以在轴系校中计算中推广使用。     

船舶柴油机轴系合理校中自动搜索的研究

本文用求多目标函数线性规划方法，在船舶柴油机轴系合理校中时，对轴承的合理变位进行搜索。求出满足轴系校中各项要求的轴承合理变位可行值。文章采用主机输出端法兰上的剪力和弯矩为目标函数，建立了相应的求解这类问题的模型和判定搜索方向的依据，编制了轴系合理校中计算的自动搜索程序。在实船计算中得到了满意的结果。     

影响船舶轴系校中质量的主要因素

为确保船舶轴系安全运行,有必要分析和研究影响轴系校中质量的主要因素。首先在对轴系校中进行计算过程中建立轴系计算模型,并以计算模型为基础进行计算;其次重视轴系支撑刚度的变化情况,合理预估校中计算数据;最后分析船体的变形量,合理调整轴系校中方法。     

基于层次分析法轴系校中多目标优化研究

在轴系合理校中过程中,目前仅仅是考虑单一目标函数进行最优化校中,而在实际校中过程中需要考虑多因素进行校中。本文考虑多目标因素下的合理校中,根据各目标对象所占的权重比,利用层次分析法求出满足轴系校中各项要求的轴承合理变位可行值。     

船舶轴系的合理轴承间距的研究

在综合考虑轴承许用比压、轴承安装误差以及轴系横振等限制条件下,以船舶轴系的轴承负荷分配的合理性为目标,分析了船舶轴系的合理轴承间距问题,给出了轴系计算模型及方法,并以SDTS船舶轴系实验台为例进行计算,得到了轴系合理轴承间距下的优化校中状态,轴系热态运行工况明显改善。     

船舶轴系校中计算的优化

对船舶轴系校中计算的影响因素进行分析,同时简单介绍EnDyn软件在轴系校中计算过程中的应用,并结合实船案例分析建立轴系计算模型,进行优化校中计算,从而实现合理分布轴承负荷,对轴系设计和安装具有重要的指导意义。     

船舶轴系校中计算的优化

对船舶轴系校中计算的影响因素进行分析,同时简单介绍EnDyn软件在轴系校中计算过程中的应用,并结合实船案例分析建立轴系计算模型,进行优化校中计算,从而实现合理分布轴承负荷,对轴系设计和安装具有重要的指导意义。     

螺旋桨水动力对电力推进轴系校中特性的影响研究

船舶推进轴系的校中质量是影响其安全、稳定和可持续运行的主要因素之一。现阶段用于指导工程实践的轴系校中方法大多为静态校中，如按直线校中、合理校中、轴承位置双向优化校中等。而动态校中尚处于理论研究阶段，鲜有人研究在船舶运行过程中螺旋桨水动力对轴系校中状态参数的影响。本文以某电力推进轴系为对象，通过建立该艇的桨-轴-艇体及其周围水域的三维模型，计算该艇在额定工况下运行时的螺旋桨水动力，并对比研究分析水动力对该轴系校中状态参数的影响。研究结果可为预测轴系运行动态参数和后续的轴系优化改型提供一定的参考。     

基于ANSYS的船舶轴系校中的双向优化研究

介绍了船舶轴系校中的双向优化计算的基本理论,建立了双向优化的物理模型和数学模型,并基于ANSYS环境提出了一种轴系校中优化的计算方法,并通过工程实例验证了该方法的适用性,对船舶轴系校中设计具有一定的指导意义。     

某型自航半潜船轴系校中分析和安装工艺

根据中国船级社对轴系校中的要求,用传递矩阵法对某自航半潜船轴系进行直线校中、合理校中、安装状态校中计算,并根据计算结果提出轴系校中安装工艺和轴系校中计算的验证方法.     

大型船舶推进轴系校中多点非线性弹性支承模型研究

文章研究了大型船舶推进轴系校中多点非线性弹性支承计算模型的建立方法.通过采用Timoshenko梁单元对船舶推进轴系进行有限元法建模,研究了轴系校中过程中水润滑轴承多点弹性支承、轴承变位和非线性支承刚度的处理方法.最后,分别采用多点非线性弹性支承模型、多点刚性支承模型和单点非线性弹性支承模型对某大型船舶轴系进行校中计算.研究发现,多点非线性弹性支承模型优于另外两种模型,可以较好地描述艉部水润滑轴承处负荷的实际分布情况.     

考虑船舶轴系校中与弯曲振动的轴承优化布置

船舶在航行过程中,螺旋桨所受到的激振力通过船舶轴系传递给船体并引起尾部振动和噪声,给船舶的乘坐舒适性和安全性带来危害。本文利用传递矩阵法分别建立船舶轴系校中数学模型和弯曲振动数学模型,并使用拟定常法得到螺旋桨叶频和二倍叶频的激励力幅值比值,成比例输入到轴系系统当中,设置轴承间距和轴承标高为变量,以尾轴后轴承受力幅值最小为目标函数。在满足船舶轴系校中标准下,对轴承位置的轴向和径向进行双向优化,得到实例的最优布置方案,通过比较优化前后的尾轴后轴承受力响应幅值,可以发现优化效果明显,对船舶轴系设计与布置具有一定的指导意义。     

船舶轴系轴承位置的双向优化研究

本文建立了船舶轴系轴承位置双向优化的物理模型和数学模型,探索了合适的优化设计方法,结合船舶轴系校中计算程序SCPS-A1,对轴系轴承位置进行了双向优化设计,并进行了实船计算。     

三种轴系校中计算方案的比较

介绍了船舶推进轴系校中计算对船体变形影响的一些考虑,并通过三种轴系校中计算方案的比较给出了大型船舶校中设计更趋于优化的一种改进倾向.     

考虑船舶轴系校中与弯曲振动的轴承优化布置

船舶在航行过程中,螺旋桨所受到的激振力通过船舶轴系传递给船体并引起尾部振动和噪声,给船舶的乘坐舒适性和安全性带来危害。本文利用传递矩阵法分别建立船舶轴系校中数学模型和弯曲振动数学模型,并使用拟定常法得到螺旋桨叶频和二倍叶频的激励力幅值比值,成比例输入到轴系系统当中,设置轴承间距和轴承标高为变量,以尾轴后轴承受力幅值最小为目标函数。在满足船舶轴系校中标准下,对轴承位置的轴向和径向进行双向优化,得到实例的最优布置方案,通过比较优化前后的尾轴后轴承受力响应幅值,可以发现优化效果明显,对船舶轴系设计与布置具有一定的指导意义。