本文關鍵詞：船舶調距槳裝置動態(tài)加載試驗系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 調距槳裝置 動態(tài)加載 離心加載裝置 并車驅動 有限元仿真 Simulink仿真 應變測量

【摘要】：調距槳裝置具有良好的工作特性,可以有效提高船舶的機動性、經濟性和操縱性,其市場應用范圍從軍艦到商船和民用船舶均已覆蓋。調距槳裝置動態(tài)加載試驗系統(tǒng)作為檢驗調距槳裝置性能及可靠性的主要設備之一,可以在很大程度上提升我國調距槳裝置的研究和開發(fā)能力。本文研究的課題來源于某調距槳裝置試驗臺研發(fā)項目,針對調距槳裝置動態(tài)加載試驗系統(tǒng)的設計原則和若干關鍵技術問題進行了分析和研究。研究涉及到的關鍵技術問題主要包括調距槳裝置離心加載方法研究、單車和并車驅動設計與仿真以及試驗臺測控系統(tǒng)設計。全文具體研究內容如下：(1)介紹了調距槳裝置組成、槳轂結構及推進系統(tǒng),并對調距槳靜態(tài)加載方法和動態(tài)加載方法進行了分析。根據(jù)被試件的試驗要求,提出了船舶調距槳裝置動態(tài)加載試驗系統(tǒng)的總體設計方案。此外,對于試驗臺的驅動系統(tǒng)和測控系統(tǒng),分別給出了設計原則。其中對于驅動系統(tǒng),給出了設計要求和選型方法；對于測控系統(tǒng),提出了操作面板+試驗軟件的分級模式。(2)通過對調距槳槳葉在水中受力的分析,給出了槳葉所受外載荷的計算方法。通過對離心加載裝置結構和受力模型進行理論分析,提出了離心力扭矩和離心力彎矩的具體計算方法。同時對滿足調距槳裝置加載試驗載荷模擬要求的離心加載裝置的各個尺寸參數(shù)進行計算,并進行干涉校核。根據(jù)計算所得的尺寸參數(shù),對離心加載裝置進行三維建模,再利用有限元仿真軟件ANSYS模擬調距槳動態(tài)加載的工況,通過仿真分析對離心加載方法的效果進行評估。(3)介紹了試驗臺驅動系統(tǒng)主要組成部分的參數(shù)及原理,包括驅動電機、并車齒輪箱和滑動軸承。提出利用變頻器主從控制功能實現(xiàn)雙電機并車驅動,并對單車和并車兩種驅動模式的控制原理進行了分析。利用系統(tǒng)仿真軟件Simulink對驅動系統(tǒng)的主要組成部分進行建模,給出了各個模型的搭建原理,并對整個驅動系統(tǒng)進行仿真。仿真工況包括單車和并車驅動穩(wěn)距運行、單車和并車驅動調距運行,并對仿真結果進行分析。(4)根據(jù)試驗系統(tǒng)整體功能的要求,結合離心加載的特點和驅動系統(tǒng)的組成,對試驗臺測控系統(tǒng)進行設計,包括電控系統(tǒng)、數(shù)采系統(tǒng)和操作軟件。對于電控系統(tǒng),提出了主系統(tǒng)+子系統(tǒng)的分布式設計方法；對于數(shù)采系統(tǒng),提出了應變測點位置及多路應變測量裝置的設計原理；對于操作軟件,介紹了功能模塊組成及監(jiān)控程序的設計原理。介紹了試驗流程,并以穩(wěn)距運行和調距運行試驗中兩個典型試驗為例,給出了試驗結果。通過分析試驗數(shù)據(jù),對試驗系統(tǒng)的性能進行評估。
【關鍵詞】：調距槳裝置 動態(tài)加載 離心加載裝置 并車驅動 有限元仿真 Simulink仿真 應變測量
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U664.3
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-15
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 國外調距槳研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內調距槳研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題17-20
• 1.3.1 本文研究目標17-18
• 1.3.2 擬解決的關鍵問題18
• 1.3.3 本文研究內容18-20
• 1.4 本章小結20-21
• 第2章 調距槳裝置動態(tài)加載試驗系統(tǒng)方案分析21-35
• 2.1 調距槳裝置概述21-25
• 2.1.1 調距槳裝置組成21-22
• 2.1.2 調距槳槳轂結構22-23
• 2.1.3 調距槳推進系統(tǒng)23-25
• 2.2 調距槳裝置陸上加載試驗方法25-27
• 2.2.1 靜態(tài)加載試驗方法25-26
• 2.2.2 動態(tài)加載試驗方法26-27
• 2.3 試驗系統(tǒng)總體設計方案27-29
• 2.4 試驗系統(tǒng)設計原則29-34
• 2.4.1 驅動系統(tǒng)設計原則29-31
• 2.4.2 測控系統(tǒng)設計原則31-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第3章 調距槳裝置離心加載方法研究35-57
• 3.1 槳葉受力分析35-39
• 3.1.1 水動力彎矩和水動力扭矩36-38
• 3.1.2 離心力扭矩38-39
• 3.1.3 轉葉力矩39
• 3.2 調距槳裝置離心加載原理39-43
• 3.2.1 離心加載裝置受力分析39-41
• 3.2.2 離心力扭矩41-42
• 3.2.3 離心力彎矩42-43
• 3.3 離心加載裝置分析與設計43-48
• 3.3.1 槳葉載荷計算43-44
• 3.3.2 離心加載裝置參數(shù)計算44-46
• 3.3.3 離心加載裝置干涉校核46-48
• 3.4 離心加載方法有限元分析驗證48-55
• 3.4.1 有限元分析理論48-49
• 3.4.2 槳彀及離心加載裝置模型49-51
• 3.4.3 離心加載裝置有限元仿真51-53
• 3.4.4 仿真結果分析53-55
• 3.5 本章小結55-57
• 第4章 試驗臺驅動系統(tǒng)設計與仿真57-83
• 4.1 驅動系統(tǒng)組成及原理57-66
• 4.1.1 驅動電機及變頻系統(tǒng)57-59
• 4.1.2 并車齒輪箱59-61
• 4.1.3 滑動軸承61-64
• 4.1.4 調距槳裝置轉動慣量64-66
• 4.2 驅動模式及控制原理66-70
• 4.2.1 單車驅動模式66-67
• 4.2.2 并車驅動模式67-70
• 4.3 驅動系統(tǒng)Simulink建模70-75
• 4.3.1 系統(tǒng)建模仿真理論70
• 4.3.2 驅動電機及控制器建模70-72
• 4.3.3 并車齒輪箱及滑動軸承建模72-73
• 4.3.4 驅動系統(tǒng)整體建模73-75
• 4.4 驅動系統(tǒng)不同工況仿真分析75-80
• 4.4.1 單車驅動穩(wěn)距運行75-77
• 4.4.2 并車驅動穩(wěn)距運行77-79
• 4.4.3 單車驅動調距運行79-80
• 4.4.4 并車驅動調距運行80
• 4.5 本章小結80-83
• 第5章 試驗臺測控系統(tǒng)設計及試驗結果分析83-103
• 5.1 試驗臺電控系統(tǒng)83-86
• 5.1.1 電控系統(tǒng)總體設計83-85
• 5.1.2 電控子系統(tǒng)85
• 5.1.3 電控主系統(tǒng)85-86
• 5.2 試驗臺數(shù)采系統(tǒng)86-90
• 5.2.1 應變片及測點位置87-88
• 5.2.2 直角應變花測量原理88-89
• 5.2.3 多路應變測量裝置89-90
• 5.3 試驗臺操作軟件90-94
• 5.3.1 操作軟件功能模塊90-91
• 5.3.2 操作軟件設計原理91-94
• 5.4 調距槳加載試驗流程94-97
• 5.4.1 穩(wěn)距運行試驗95
• 5.4.2 調距運行試驗95-97
• 5.5 試驗結果與分析97-101
• 5.5.1 穩(wěn)距試驗分析97-99
• 5.5.2 調距試驗分析99-101
• 5.6 本文小結101-103
• 第6章 總結與展望103-107
• 6.1 全文總結103-104
• 6.2 研究展望104-107
• 參考文獻107-110

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本文編號：686796