本文關(guān)鍵詞：船舶軸系校中的雙向優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 船舶軸系校中的質(zhì)量,對(duì)于確保軸系長(zhǎng)期正常地運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要,也是保證船舶正常航行的關(guān)鍵。近年來(lái),隨著船舶大型化的發(fā)展,使得軸系剛性增加及船體柔性增大,造成軸系對(duì)于軸承高度變化呈高敏感性反應(yīng),軸系整體的橫向撓性降低,當(dāng)軸系運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,軸承的垂向位置由于外界因素發(fā)生改變,將會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的附加負(fù)荷。因此傳統(tǒng)的在軸系布置完成后、中間軸承軸向位置固定的情況下,求取軸承最佳高度的校中分析方法,難以適應(yīng)軸系校中的要求,有必要研究軸系校中的雙向優(yōu)化的計(jì)算方法。軸系校中的雙向優(yōu)化需要確定軸承軸向(也稱橫向)和垂向的最佳位置。然而軸承軸向位置變化時(shí),軸系橫向振動(dòng)的固有頻率也會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)達(dá)到某一值時(shí),有可能使軸系產(chǎn)生共振。因此,在軸系校中的雙向優(yōu)化過(guò)程中要考慮橫向振動(dòng)的影響。 本論文首先對(duì)船舶軸系校中的雙向優(yōu)化的影響因素進(jìn)行了分析,系統(tǒng)地研究了軸承負(fù)荷影響數(shù)、軸系的橫向振動(dòng)、溫度效應(yīng)、負(fù)荷均衡分布等對(duì)中間軸承軸向布置的影響,并以有限元法為基礎(chǔ),建立了軸系校中的優(yōu)化計(jì)算模型,將多目標(biāo)規(guī)劃的方法應(yīng)用于彈性校中雙向優(yōu)化分析,對(duì)各軸承的軸向位置及垂向位置進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。 其次利用有限元軟件ANSYS建立了軸系校中的雙向優(yōu)化的有限元計(jì)算模型,并應(yīng)用ANSYS提供的優(yōu)化模塊實(shí)現(xiàn)了軸承位置的雙向優(yōu)化分析和計(jì)算。 最后以一艘1500TEU集裝箱船的軸系校中為實(shí)例分析,研究?jī)蓚�(gè)中間軸承及一個(gè)中間軸承的差異,并通過(guò)優(yōu)化程序找到一組軸承位置使其同時(shí)具有良好的撓性及均衡的負(fù)荷分布。驗(yàn)證了該方法的適用性,對(duì)船舶軸系校中設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：船舶 軸系校中 中間軸承 有限元法 雙向優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：U664.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究的目的和意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要工作13-15
• 1.3.1 研究目標(biāo)13
• 1.3.2 本文的主要內(nèi)容13-15
• 2 軸系校中的計(jì)算方法15-31
• 2.1 概述15
• 2.2 基本原理15-16
• 2.3 軸系校中計(jì)算模型16-23
• 2.3.1 坐標(biāo)系定義16-17
• 2.3.2 軸系的簡(jiǎn)化處理17-19
• 2.3.3 力學(xué)模型19
• 2.3.4 剛性支承軸系校中計(jì)算模型19-20
• 2.3.5 彈性支承軸系校中計(jì)算模型20
• 2.3.6 校中計(jì)算的影響因素20-23
• 2.4 軸系校中的計(jì)算方法23-31
• 2.4.1 三彎矩法軸系校中23-24
• 2.4.2 遷移矩陣法軸系校中24
• 2.4.3 有限元法軸系校中24-30
• 2.4.3.1 有限元法的概念24
• 2.4.3.2 基本假設(shè)24-25
• 2.4.3.3 數(shù)學(xué)模型的建立25-29
• 2.4.3.4 位移、支反力、剪力、彎矩和應(yīng)力計(jì)算29-30
• 2.4.4 三種方法的比較30-31
• 3 軸系橫向振動(dòng)31-43
• 3.1 橫向振動(dòng)簡(jiǎn)介31
• 3.2 船舶推進(jìn)軸系橫向振動(dòng)計(jì)算方法簡(jiǎn)介31-32
• 3.3 簡(jiǎn)單估算法32-34
• 3.3.1 計(jì)算模型和結(jié)構(gòu)要素處理32
• 3.3.2 不考慮螺旋槳陀螺效應(yīng)的計(jì)算公式32-33
• 3.3.3 考慮螺旋槳陀螺效應(yīng)的計(jì)算公式33-34
• 3.4 軸系橫向振動(dòng)的傳遞矩陣法34-35
• 3.5 軸系橫向振動(dòng)的有限元法35-42
• 3.5.1 振動(dòng)系統(tǒng)的離散化35
• 3.5.2 橫向振動(dòng)單元的特性分析35-40
• 3.5.3 建立軸系橫向振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程40-42
• 3.6 軸系回旋振動(dòng)模態(tài)的ANSYS求解42-43
• 4 軸系校中的雙向優(yōu)化計(jì)算43-61
• 4.1 引言43-44
• 4.2 軸承軸向位置優(yōu)化44-50
• 4.2.1 負(fù)荷影響數(shù)考量下的最優(yōu)位置44-46
• 4.2.2 振動(dòng)頻率考量下的最優(yōu)位置46-47
• 4.2.3 溫度效應(yīng)考量下的最優(yōu)位置47-49
• 4.2.4 均衡負(fù)荷考量下的最優(yōu)位置49
• 4.2.5 軸向位置優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)及約束條件49-50
• 4.3 軸承垂向位置優(yōu)化50-53
• 4.3.1 目標(biāo)函數(shù)50-51
• 4.3.2 約束條件51-53
• 4.4 多目標(biāo)規(guī)劃53-55
• 4.4.1 多目標(biāo)規(guī)劃基本理論53-54
• 4.4.2 求解多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題的基本方法54-55
• 4.5 軸系校中雙向優(yōu)化的計(jì)算55-61
• 4.5.1 軸系有限元模型的建立55-56
• 4.5.2 ANSYS優(yōu)化計(jì)算步驟和算法56-58
• 4.5.3 軸系校中雙向優(yōu)化流程及其流程圖58-61
• 5 1500TEU集裝箱船軸系校中的雙向優(yōu)化分析61-84
• 5.1 兩個(gè)中間軸承軸向位置優(yōu)化分析61-73
• 5.1.1 兩中間軸承傳統(tǒng)布置軸系直線校中計(jì)算62-63
• 5.1.2 兩中間軸承傳統(tǒng)布置軸系合理校中計(jì)算63-65
• 5.1.3 兩中間軸承的軸向位置優(yōu)化65-69
• 5.1.4 兩中間軸承軸向位置優(yōu)化后的校中計(jì)算69-73
• 5.2 單一中間軸承的校中優(yōu)化分析73-84
• 5.2.1 負(fù)荷影響數(shù)考量下的最優(yōu)位置73-74
• 5.2.2 溫度效應(yīng)考量下的最優(yōu)位置74-75
• 5.2.3 均勻負(fù)荷考量下的最優(yōu)位置75-76
• 5.2.4 綜合考量下的最優(yōu)位置76-77
• 5.2.5 單一中間軸承的直線校中計(jì)算77-79
• 5.2.6 單一中間軸承的合理校中計(jì)算79-84
• 結(jié)論84-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況87-88
• 致謝88-89

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