本文關(guān)鍵詞：船舶推進軸系校中技術(shù)數(shù)字化研究

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【摘要】：船舶推進軸系是船只航行的動力來源,其穩(wěn)定性直接決定了該船只能否正常營運,是船上的關(guān)鍵部件之一。為確保推進軸系的正常運行,尤其是對大型船只,合理校中已經(jīng)是一種十分普遍的做法。合理校中是將軸系中的各個軸承調(diào)整至相應(yīng)高度,使軸系的各項指標(biāo)滿足相應(yīng)的要求,由此產(chǎn)生了軸承高度如何安排與調(diào)整以及如何測量軸承高度是否達標(biāo)這兩項主要工作。國內(nèi)外關(guān)于船舶軸系的研究主要集中的計算理論上,尤其是國內(nèi)的研究成果缺乏在實船上進行可行性的驗證,這使得國內(nèi)船廠的合理校中調(diào)整與測量上依然停留在靠經(jīng)驗調(diào)整、靠手工記數(shù)的階段。 隨著船舶建造市場競爭的加劇,國內(nèi)船廠希望通過實現(xiàn)軸系校中的數(shù)字化,縮短軸系校中的施工時間,同時提高施工精度,以此提升船廠的競爭力。針對這樣的切實的需求,本文通過整理相關(guān)技術(shù)理論,提出相應(yīng)的解決方案： 本文基于有限元算法建立的一維Timoshenko梁模型,說明該模型在模擬船舶軸系時對其進行的各項簡化,并分析了這些簡化方式的現(xiàn)實基礎(chǔ)；然后,本文梳理了合理校中調(diào)整計算中所采用的各類優(yōu)化算法,基于計算高效、結(jié)果可行的原則提出了將二次規(guī)劃算法用于合理校中的優(yōu)化計算中,提高了目標(biāo)方程對軸承位移(軸承垂向位移,即軸承高度調(diào)整量)的控制力；測量方面,本文選擇了頂舉法與應(yīng)變片法兩種較為主流方法,這兩種測量的數(shù)據(jù)采集過程存在差異,頂舉法屬于動態(tài)測量而應(yīng)變片法屬于靜態(tài),故在測量數(shù)字化工作上亦存在差異。本文對電子傳感器的數(shù)據(jù)傳輸模塊進行開發(fā),實現(xiàn)了頂舉法數(shù)據(jù)的自動化錄入；對于應(yīng)變片法,通過編寫通用計算程序,縮短計算時間。 基于上述方案,本文構(gòu)建了對應(yīng)的軟硬件模塊,實現(xiàn)合理校中的數(shù)字化。通過實船的使用測試,發(fā)現(xiàn)方案中的一些缺陷與漏洞,并針對性地進行修正與彌補,最終形成成品系統(tǒng),填補目前國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白,達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。本文的研究成果不僅能夠推動船廠的技術(shù)進步,而且具有較大的經(jīng)濟效益。
【關(guān)鍵詞】：船舶推進軸系 合理校中 數(shù)字化系統(tǒng) 有限元 二次規(guī)劃 軸承負荷測量
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 選題背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-12
• 1.2.1 船舶推進軸系校中調(diào)整計算方法9-10
• 1.2.2 船舶推進軸系軸承負荷測量方法10-11
• 1.2.3 船舶推進軸系校中軟件11-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-13
• 2 船舶推進軸系校中調(diào)整計算13-38
• 2.1 前言13-15
• 2.2 軸系負荷有限元計算方法15-17
• 2.2.1 有限元模型建立15-16
• 2.2.2 有限元模型求解16-17
• 2.3 軸承影響數(shù)17-19
• 2.4 軸承位移優(yōu)化計算19-22
• 2.4.1 優(yōu)化方程建立19-21
• 2.4.2 優(yōu)化求解21-22
• 2.5 軸系校中調(diào)整計算軟件實現(xiàn)22-26
• 2.5.1 模塊概述22-24
• 2.5.2 子模塊簡介24-26
• 2.6 實船應(yīng)用26-37
• 2.6.1 軸承負荷有限元計算方法26-33
• 2.6.2 軸承位移優(yōu)化計算子模塊33-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 3 船舶推進軸系軸承負荷測量38-62
• 3.1 前言38-39
• 3.2 頂舉法軸承負荷測量39-53
• 3.2.1 頂舉法原理39-40
• 3.2.2 最小二乘法40-43
• 3.2.3 串口通信原理43-45
• 3.2.4 測量系統(tǒng)實現(xiàn)45-50
• 3.2.5 實船測試50-53
• 3.3 應(yīng)變片法軸承負荷測量53-60
• 3.3.1 應(yīng)變片法測量原理53-54
• 3.3.2 等效支點法54-55
• 3.3.3 存在艉軸管前軸承時的應(yīng)變片軸承負荷算法55-57
• 3.3.4 通用計算軟件開發(fā)57
• 3.3.5 實船測試57-60
• 3.4 本章小結(jié)60-62
• 4 結(jié)論與展望62-64
• 4.1 結(jié)論62
• 4.2 展望62-64
• 參考文獻64-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

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本文編號：920343