船舶舵设备可靠性设计

分析船舶舵设备设计中的计算工况、应力计算方法、材料性能、结构尺寸和强度裕度等不确定因素,开展舵设备可靠性设计。结合传统设计方法给出舵设备可靠性设计流程,建立舵系统可靠性模型,提出舵设备可靠性指标确定与分配方法。以舵杆为例进行可靠性设计,获得给定可靠性指标下的舵杆尺寸,并进行随机变量分散性影响分析,结果表明舵杆直径和材料强度的分散性对舵杆失效概率影响非常大,设计和加工时应予以重视。最后对多支撑式不平衡舵的舵销结构提出破损安全可靠性分析方法,并进行算例分析。本文可为高可靠性的舵设备设计提供参考。     

基于舵机能力验证要求的舵系优化设计

在IACS统一解释文件UI SC246 Rev.1提出根据非满载试航船舶操舵试验结果对满载航行状态船舶舵机能力进行验证的换算方法之后,相当一部分采用半悬挂舵的船舶出现了无法按该方法通过舵机能力验证的状况。为解决上述问题,本文基于常规船型半悬挂舵的3种典型布置方案,通过设计相同的舵面积和不同的几何外形,得到3个计算模型,利用计算流体力学(CFD)方法对各方案的全浸没和部分浸没状态分别进行计算分析。计算结果表明,舵叶平衡比对舵杆水动力扭矩存在直接影响,适当大的舵叶平衡比设计可以显著降低舵叶全浸没状态和部分浸没状态的舵杆水动力扭矩。基于此结论,对某型未能通过换算验证的船舶舵系进行优化设计,适当增大了舵叶平衡比。后续船试航结果表明,舵机能力验证满足UI SC246 Rev.1的要求,确认了CFD计算结论的正确性,为以降低舵杆水动力扭矩为目标的舵系优化设计提供了理论和实践依据。     

极地重载甲板运输船舵叶建造工艺与质量控制

舵叶作为船舶舵系的重要组成部分,一直以来都是船舶建造中的一个重难点.本文致力于对极地重载甲板运输船舵叶结构特点、建造难点进行深入剖析,通过设计优化、工艺策划等手段提高其施工工艺性,降低施工控制难度,并对其施工建造过程控制要点进行针对性总结,为后续极地型船舶舵叶的设计与建造提供技术性参考.     

复合材料舵与钢质舵振动特性对比试验研究

对复合材料舵和传统钢质舵的振动特性进行试验研究和对比分析.通过设计相关试验模型,对复合材料舵和钢质舵的前三阶固有振动模态及10 Hz~1 kHz频段内结构的动态响应进行测试,并对试验结果进行对比分析.研究结果表明:复合材料舵与钢质舵的模态振型基本相同,但复合材料舵所对应的固有频率高于钢质舵;同时,在白噪声激励载荷作用下,10 Hz~1 kHz频段内,复合材料舵整体加速度总级较钢质舵降低可达15 dB,且复合材料舵在局部壳板振动抑制方面明显优于钢质舵.本文研究将为复合材料舵的优化设计和工程应用提供参考和指导.     

“绿色海豚”38000DWT散货船舵系设计

介绍并分析"绿色海豚"38 000 DWT散货船舵系的设计思路、设计概况以及关键技术问题。围绕该船舵叶小厚度比、大展弦比的特点,阐述了确定舵杆、舵销直径的设计过程。对舵叶切口处的强度问题进行多种方案的分析对比,得出了最合理的切口处剖面方案。对施工及维修空间进行了工艺上的探讨并提出了多种设计方案。设计过程中的思路和方法可作为类似舵系设计的参考。     

基于角速率匹配法的船体变形实船测量技术研究

针对船体变形测量技术大多处于理论仿真的局限性,提出了基于实船试验的船体变形测量技术,考虑到测量速度的需要及静态变形角缓慢变化的特征,推导了基于角速率匹配法准静态模型。采用Kalman滤波技术对Mochalov模型和准静态模型下的变形角进行了估计,从实船试验的角度验证了船体变形的产生原因,拓展了准静态模型适用范围,进一步分析了舵操作对船体变形角的影响。试验结果表明,准静态变形角对缓变静态变形角跟踪效果良好,提高了静态变形角的测量精度,为光纤陀螺船体变形测量技术的实际应用奠定了坚实的基础。     

运用Excel确定舵托支撑的平衡舵舵杆直径计算

结合CCS规范介绍了运用Excel确定舵托支撑的平衡舵舵杆直径的计算方法。     

舵叶制造工艺的改进

本文就船舶舵叶制造工艺的改进进行了分析。