本文關(guān)鍵詞：規(guī)則波浪載荷下大型船舶推進(jìn)軸系振動(dòng)研究

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【摘要】：現(xiàn)代船舶向著大型化發(fā)展，在海洋中航行時(shí)相對(duì)變形也越發(fā)明顯，而波浪是船舶航行中最主要的動(dòng)態(tài)載荷，正確描述波浪載荷對(duì)研究船體變形和軸系響應(yīng)非常重要。隨著波浪相位的推移，船體在波浪中的變形也不斷變化，由于軸承是固定在船舶雙層底上面的，船體變形會(huì)通過(guò)軸承傳遞給軸系，造成推進(jìn)軸系的彎曲變形，這直接影響了軸系校中狀態(tài)，同時(shí)各個(gè)軸承的支撐剛度也隨著船體與軸系的相互作用而改變，從而對(duì)軸系振動(dòng)也產(chǎn)生不容忽視的影響。 本文以一艘8530TEU集裝箱船為研究對(duì)象，計(jì)算船體在不同波高和不同相位時(shí)受到的波浪載荷，通過(guò)加載適當(dāng)約束和載荷，求出船體在波浪中的變形量，分析了軸承位移對(duì)軸系校中的影響，進(jìn)而研究了軸承支撐剛度的改變以及對(duì)軸系振動(dòng)特性的影響規(guī)律，主要做了以下工作： （1）利用AQWA計(jì)算了不同相位下的波浪動(dòng)壓力，并且通過(guò)編譯將其轉(zhuǎn)化成為可供ANSYS直接讀取的壓力文件；用APDL編寫了可隨著波浪推移自動(dòng)更新水下單元的程序，準(zhǔn)確描述了船體受到的波浪載荷作用。 （2）分析了集裝箱船全船的載荷分布狀況，并施加適當(dāng)?shù)募s束條件，利用ANSYS求解滿載情況下全船在波浪中的變形。計(jì)算結(jié)果顯示，與靜水情況相比，波浪作用下的船體變形變化明顯，，同等海況下船體變形隨著波浪的相位推移呈正弦變化。 （3）研究了波浪作用下船體變形后的軸系校中變化，與直線校中相比，船舶在受到波浪載荷變形后校中狀態(tài)變化很大，后尾軸承受力非常大，并且出現(xiàn)了個(gè)別位置上軸脫離軸承底面的情況；單獨(dú)看每一個(gè)軸承隨著波浪相位變化的支反力也是呈正弦變化的，并且相位和波浪是同步的。進(jìn)行了軸承潤(rùn)滑油膜剛度計(jì)算，編寫了matlab程序來(lái)計(jì)算油膜剛度。 （4）分析了船體變形后軸系振動(dòng)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于直軸，彎軸的固有頻率要低一些，且隨著頻率階數(shù)增大，減小得更加明顯；船舶軸系中，船體變形導(dǎo)致的油膜剛度變化對(duì)軸系的固有振動(dòng)頻率都有一定的影響。
【關(guān)鍵詞】：波浪載荷 船體變形 軸系校中 軸系振動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(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】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究背景與意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展?fàn)顩r8-13
• 1.2.1 船體變形計(jì)算研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 船體變形一軸系校中振動(dòng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容13-15
• 1.3.1 研究目標(biāo)13
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容13
• 1.3.3 技術(shù)路線13-15
• 第2章 波浪載荷下船體變形的研究15-33
• 2.1 引言15-16
• 2.2 波浪載荷計(jì)算16-20
• 2.2.1 規(guī)則波浪力計(jì)算模型16-18
• 2.2.2 波浪載荷計(jì)算方法18-20
• 2.3 船體變形計(jì)算20-26
• 2.3.1 計(jì)算模型20-21
• 2.3.2 船舶載荷的計(jì)算研究21-24
• 2.3.3 船體平衡調(diào)整與邊界條件24-26
• 2.4 計(jì)算結(jié)果與數(shù)據(jù)提取26-32
• 2.4.1 靜水狀態(tài)下船體變形結(jié)果26-27
• 2.4.2 波浪載荷下船體變形結(jié)果27-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 波浪載荷對(duì)軸系校中的影響33-55
• 3.1 軸系校中的模型與計(jì)算方法33-34
• 3.1.1 軸重的考慮33
• 3.1.2 載荷的處理33-34
• 3.1.3 軸承支點(diǎn)的處理34
• 3.1.4 柴油機(jī)曲軸及往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的處理34
• 3.2 軸系合理校中計(jì)算方法34-42
• 3.2.1 三彎矩法35-36
• 3.2.2 傳遞矩陣法36-40
• 3.2.3 有限元法40-42
• 3.3 軸系直線校中計(jì)算42-44
• 3.4 船體變形對(duì)軸系的影響分析44-49
• 3.5 軸承位移變化對(duì)軸承油膜剛度的影響49-54
• 3.5.1 軸系潤(rùn)滑油膜剛度的計(jì)算49-51
• 3.5.2 軸承油膜承載力的計(jì)算實(shí)例與結(jié)果51-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第4章 船體變形下的軸系振動(dòng)規(guī)律分析55-72
• 4.1 概述55-56
• 4.2 確定回旋振動(dòng)固有頻率的方法56-63
• 4.2.1 簡(jiǎn)化船舶軸系回旋振動(dòng)模型的方法56
• 4.2.2 軸系回旋振動(dòng)計(jì)算方法56-63
• 4.3 軸系振動(dòng)的有限元法63-71
• 4.3.1 振動(dòng)模型建立63-64
• 4.3.2 軸系橫向振動(dòng)計(jì)算結(jié)果64-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第5章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 總結(jié)72-73
• 5.2 展望73-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的相關(guān)項(xiàng)目75

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本文編號(hào)：928572