【摘要】：本文基于實驗室已有的六自由度平臺和陀螺減搖儀展示模型,設計一種新型船舶減搖裝置—船用減搖陀螺儀,旨在研究其減搖性能和規(guī)律,得出陀螺儀動量矩大小和所滿足船舶噸位大小的一般關系,為以后減搖陀螺儀和船舶的生產(chǎn)匹配提供數(shù)據(jù)參考。全文主要內(nèi)容包括:(1)對具有耦合關系的船舶、減搖陀螺儀和波浪三者,建立相互作用的三維非線性平衡力矩數(shù)學模型。經(jīng)建模計算得出:在外力矩作用下,高速旋轉的陀螺儀轉子發(fā)生進動作用,產(chǎn)生的扶正力矩會抵消一部分外力矩,起到減搖穩(wěn)定作用,證明了陀螺減搖裝置應用在船舶上能產(chǎn)生減搖效果的可行性。(2)以實驗室已有的陀螺儀展示模型為基礎,在盡量減小實驗誤差的原則下,選取、購買零部件,進行加工組裝,得到陀螺減搖裝置模型。根據(jù)模型的實際減搖效果,選擇一無人艇為仿真實驗研究對象,來進行后續(xù)的仿真實驗。(3)進行動力學仿真實驗。用Solidworks對陀螺減搖裝置建立三維模型,然后對容易造成冗余約束的模型的零部件進行替代或者簡化。同時,對本文的研究對象無人艇進行整理優(yōu)化和建模。把無人艇模型和陀螺減搖裝置模型結合起來,導入到Adams中進行動力學仿真。在Adams中,設置不同的有義波高度和周期來模擬不同等級的實時海浪,對整體模型進行動力學仿真分析。根據(jù)實驗數(shù)據(jù),得出船用陀螺儀動量矩大小和所能滿足船舶噸位大小的初步關系。(4)進行實物實驗。把陀螺減搖裝置模型固定在六自由度平臺上,設置六自由度平臺的橫搖角度和橫搖周期來模擬不同等級的實時海浪�？紤]實物實驗存在一定的誤差,增加同步仿真實驗:根據(jù)陀螺減搖裝置模型和六自由度平臺的大小,對其等比例建立模型,進行動力學仿真實驗。對比實物實驗結果和仿真結果,進一步分析研究陀螺儀減搖規(guī)律。(5)進行艦船海試實驗。把裝載有陀螺儀的艦船進行海上試航實驗,驗證其可靠性和實用性。仿真實驗、實物實驗、海試實驗的結果證明:在一定波浪等級下,本裝置能起到很好的減橫搖作用。分析仿真實驗和實物實驗,結合船舶試航經(jīng)驗,得出陀螺減搖裝置動量矩大小和所能滿足船舶噸位大小的關系圖。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U666.123

【參考文獻】

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本文編號：2662327