本文關(guān)鍵詞：海水潤(rùn)滑船舶艉軸承溝槽結(jié)構(gòu)的有限元分析

  更多相關(guān)文章： 船舶艉軸承 彈流潤(rùn)滑 溝槽結(jié)構(gòu) 有限元分析 ANSYS

【摘要】：船舶艉軸承是船舶艉管推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分，它支撐著艉軸和螺旋槳，是內(nèi)部和外部動(dòng)力交換的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，所以基于有限元法，研究不同溝槽結(jié)構(gòu)對(duì)船舶艉軸承的力學(xué)性能影響以及對(duì)其進(jìn)行溝槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化是十分有必要的。 本文對(duì)不同溝槽結(jié)構(gòu)艉軸承在徑向載荷條件下進(jìn)行了有限元靜力分析；在考慮彈流潤(rùn)滑效應(yīng)下，利用多重網(wǎng)格法求解了不同板條形式艉軸承的彈流潤(rùn)滑問題，并再次對(duì)艉軸承進(jìn)行了靜力分析；建立艉軸軸頸與軸套接觸對(duì)模型，對(duì)其進(jìn)行接觸應(yīng)力有限元分析；基于靜力分析結(jié)果，對(duì)艉軸承溝槽尺寸進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 1）建立艉軸承有限元模型，以不同螺旋槽數(shù)目、不同螺旋槽半徑大小和不同螺旋角度的船舶艉軸承為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行有限元靜力結(jié)構(gòu)分析，初步對(duì)比分析了不同形式的螺旋槽結(jié)構(gòu)對(duì)船舶艉軸承應(yīng)力應(yīng)變和彈性形變等力學(xué)性能的影響規(guī)律，為后續(xù)的螺旋槽結(jié)構(gòu)尺寸合理優(yōu)化分析提供參考依據(jù)。再以凹弧型、平面型、凸弧型三種板條形式的橡膠艉軸承為研究對(duì)象，應(yīng)用有限元法具體分析對(duì)比三種不同板條形式各自的力學(xué)特性以及不同曲率半徑凹弧、不同曲率半徑凸弧以及不同溝槽數(shù)目對(duì)艉軸承的力學(xué)性能影響。 2）在考慮艉軸承彈流潤(rùn)滑效應(yīng)的情況下，先對(duì)海水潤(rùn)滑艉軸承進(jìn)行彈流潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算，將得到的水膜壓力計(jì)算結(jié)果結(jié)合有限元法，再對(duì)艉軸承進(jìn)行有限元靜力分析�？紤]艉軸承在彈流潤(rùn)滑效應(yīng)下水膜壓力對(duì)艉軸承應(yīng)力應(yīng)變的影響，分析不同工作載荷、不同軸承半徑間隙和不同軸承內(nèi)圈厚度對(duì)艉軸承力學(xué)性能的影響。 3）針對(duì)不同螺旋槽結(jié)構(gòu)形式的橡膠艉軸承，考慮橡膠材料非線性，，基于有限元法，對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)接觸仿真分析，并用經(jīng)典Hertz接觸應(yīng)力理論計(jì)算結(jié)果加以驗(yàn)證，對(duì)比分析不同螺旋槽數(shù)和不同螺旋角度艉軸承在不同載荷和不同橡膠硬度等條件下接觸應(yīng)力、接觸狀況以及接觸形變的影響規(guī)律。 4）考慮到船舶橡膠艉軸承的結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化問題，建立了圓弧形、矩形、燕尾形三種不同形式的螺旋槽艉軸承模型，并且基于有限元靜力分析和模態(tài)分析結(jié)果，應(yīng)用有限元法對(duì)三種不同形式的螺旋槽艉軸承模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并得到了最為理想的最優(yōu)尺寸參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：船舶艉軸承 彈流潤(rùn)滑 溝槽結(jié)構(gòu) 有限元分析 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.21
【目錄】：

• 目錄7-10
• 摘要10-11
• Abstract11-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 課題背景及意義13-15
• 1.1.1 課題的研究背景13-14
• 1.1.2 課題的研究意義14-15
• 1.2 船舶艉軸承研究進(jìn)展15-18
• 1.2.1 船舶艉軸承介紹15-17
• 1.2.2 船舶艉軸承的研究17-18
• 1.3 不同溝槽結(jié)構(gòu)艉軸承有限元研究概述18-19
• 1.4 海水潤(rùn)滑艉軸承彈流潤(rùn)滑研究現(xiàn)狀19-21
• 1.5 船舶艉軸承發(fā)展趨勢(shì)和研究方向21-22
• 1.5.1 船舶艉軸承發(fā)展趨勢(shì)21
• 1.5.2 船舶艉軸承研究方向21-22
• 1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容22-25
• 第2章 不同溝槽結(jié)構(gòu)艉軸承有限元結(jié)構(gòu)靜力分析25-49
• 2.1 有限元分析簡(jiǎn)介25-26
• 2.2 螺旋槽艉軸承有限元結(jié)構(gòu)靜力分析26-38
• 2.2.1 螺旋槽艉軸承有限元模型26-27
• 2.2.2 施加載荷并求解27-28
• 2.2.3 結(jié)果分析28-38
• 2.3 不同板條形狀艉軸承有限元靜力分析38-47
• 2.3.1 三種不同板條形狀對(duì)艉軸承力學(xué)性能的影響39-43
• 2.3.2 不同曲率半徑的凸弧板條和凹弧板條對(duì)艉軸承的力學(xué)性能影響43-46
• 2.3.3 不同水槽數(shù)的平面型板條對(duì)艉軸承的力學(xué)性能影響46-47
• 2.4 本章小結(jié)47-49
• 第3章 考慮彈流潤(rùn)滑效應(yīng)艉軸承有限元靜力分析49-65
• 3.1 彈流潤(rùn)滑模型及數(shù)值方法49-52
• 3.1.1 彈流潤(rùn)滑幾何模型49-50
• 3.1.2 彈流潤(rùn)滑數(shù)學(xué)模型50-51
• 3.1.3 數(shù)值方法51-52
• 3.2 艉軸承有限元模型與分析方法52-54
• 3.2.1 艉軸承基本參數(shù)52-53
• 3.2.2 有限元分析方法53-54
• 3.3 結(jié)果分析54-64
• 3.3.1 考慮彈流潤(rùn)滑效應(yīng)艉軸承有限元靜力分析結(jié)果54-58
• 3.3.2 不同載荷對(duì)彈流潤(rùn)滑艉軸承的力學(xué)性能影響58-60
• 3.3.3 不同半徑間隙對(duì)彈流潤(rùn)滑艉軸承力學(xué)性能影響60-62
• 3.3.4 不同內(nèi)圈厚度對(duì)彈流潤(rùn)滑艉軸承力學(xué)性能影響62-64
• 3.4 本章小結(jié)64-65
• 第4章 艉軸承有限元非線性接觸分析65-79
• 4.1 橡膠材料本構(gòu)關(guān)系及 Mooney-Rivlin 模型65-67
• 4.1.1 橡膠材料本構(gòu)關(guān)系65-66
• 4.1.2 Mooney-Rivlin 模型66
• 4.1.3 Mooney-Rivlin 模型常數(shù) C_(10)和 C_(01)確定66-67
• 4.2 Hertz 接觸理論分析67-68
• 4.2.1 艉軸承幾何模型67
• 4.2.2 艉軸承 Hertz 接觸應(yīng)力理論計(jì)算67-68
• 4.3 艉軸承有限元接觸分析68-72
• 4.3.1 有限元接觸分析步驟68-70
• 4.3.2 結(jié)果分析70-72
• 4.4 不同螺旋槽結(jié)構(gòu)形式對(duì)橡膠艉軸承接觸狀況的影響72-78
• 4.4.1 不同螺旋槽數(shù)對(duì)橡膠艉軸承接觸狀況的影響72-75
• 4.4.2 不同螺旋角度對(duì)橡膠艉軸承接觸狀況的影響75-78
• 4.5 本章小結(jié)78-79
• 第5章 基于有限元法螺旋槽艉軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化79-91
• 5.1 艉軸承結(jié)構(gòu)模型79-80
• 5.2 艉軸承數(shù)學(xué)模型80-82
• 5.2.1 設(shè)計(jì)變量的選取80-81
• 5.2.2 目標(biāo)函數(shù)的建立81
• 5.2.3 約束條件的確定81-82
• 5.3 艉軸承有限元分析82-85
• 5.3.1 艉軸承有限元靜力分析82-84
• 5.3.2 艉軸承有限元模態(tài)分析84-85
• 5.4 艉軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析85-89
• 5.4.1 優(yōu)化分析步驟85-86
• 5.4.2 優(yōu)化結(jié)果分析86-87
• 5.4.3 不同形式螺旋槽艉軸承優(yōu)化分析87-89
• 5.5 本章小結(jié)89-91
• 結(jié)束語91-95
• 參考文獻(xiàn)95-101
• 攻讀碩士期間完成的學(xué)術(shù)論文及專利101-103
• 致謝103

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本文編號(hào)：759783