船體變形與船舶動力推進系統(tǒng)耦合問題

為了建立推進動力系統(tǒng)與船體耦合的大動力系統(tǒng)理論，對其耦合形成機理與規(guī)律進行系統(tǒng)的研究，需要***解決如下問題：

（1） 大型船舶的大尺度效應影響下船舶推進裝置工作不確定性。 大型船舶由于尺寸巨大造成船體

變形大、推進系統(tǒng)振動強烈，引發(fā)諸多參數(shù)相互耦合，影響船舶航行性能，即大尺度效應。由于大尺度效

應作用，導致大型船舶推進裝置的實際工作狀態(tài)與原始設(shè)計狀態(tài)和建造狀態(tài)不一致，其實際工作狀態(tài)

受環(huán)境影響而在一定方位內(nèi)變動，使得實際工況與設(shè)計工況不一致，出現(xiàn)了工作不確定性問題。

（2） 不同海洋服役環(huán)境下船體變形和船舶運動誘發(fā)的船舶推進裝置-船體之間動力學耦合。 船舶 航行在海洋環(huán)境中，海洋環(huán)境的風、浪、流等外激載荷是隨機多變的，尤其是極端海洋環(huán)境外部激勵載

荷作用在船體上時，引起大型船舶的船體不均勻變形和隨機運動，并通過船體的傳遞作用引起船舶推

進動力裝置過載響應，導致推進裝置關(guān)鍵部件過載而***，軸承軸系校核中計算，機械系統(tǒng)狀態(tài)超出了服役允許的范圍而不

能工作，這就提出了大型船舶推進裝置—船體動力學耦合性問題。

（3） 基于實驗室試驗模型的船舶設(shè)計與實際海洋服役環(huán)境條件下船舶航行性能兩者之間的船舶 推進裝置—船體之間航行性與能效性的一致性研究。由于實驗室的測試條件不可能復原實際的海洋航 行環(huán)境，導致實驗室測試得到的數(shù)據(jù)與船舶在海洋環(huán)境中的實際數(shù)據(jù)不一致，存在著一定的誤差，這二 者的不一致是導致船舶設(shè)計數(shù)據(jù)與實船航行的航行性和能效性不一致的根本原因，如何消除其差異對 船舶工業(yè)的快速發(fā)展意義重大。

（1）專注船舶海洋工業(yè)，多年來該軟件只為船舶動力及傳動系統(tǒng)設(shè)計而存在，并通過SKF以及眾多船舶設(shè)計服務類公司所應用，其功能也日趨完善，在船舶推進系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域該軟件計算分析的完整性、穩(wěn)定性、可靠性等方面都達到了很高水平，在設(shè)計標準上符合眾多船級社要求。

（2）

船舶推進軸系全生命周期應用，軟件不單被眾多船舶設(shè)計單位采用，還廣泛的應用于眾多船舶制造以及船舶維修企業(yè)。通過虛擬與現(xiàn)實的交互，用軟件計算結(jié)果指導船舶動力系統(tǒng)打包-船舶推進軸系安裝，對中等任務，同時對真實環(huán)境運行下的船舶推進系統(tǒng)各部件參數(shù)的監(jiān)測采集，將真實數(shù)據(jù)輸入到軟件模型中去，軟件自動計算并更新模型狀態(tài)，生成軸線偏差；

（3）

國產(chǎn)軟件多是基于行業(yè)通用標準而對應研制的計算類軟件，追求短平快，缺乏根據(jù)具體工程應用以及實驗驗證的長期完善。SD軟件，除了可以滿足通用的標準，其在進行軸系對中計算的時候還可以更多的考慮具體的工程終于到的問題，并作為一個參數(shù)輸入考慮到計算中去。從而使設(shè)計不單純滿足標準，還可以根據(jù)實際工程考量優(yōu)化軸系對中設(shè)計等。同時軟件可以考慮船舶下水后船體的變形對軸系的影響等

軸系校中的必要性以及目的：

船舶推進軸系校中軸承的布置至關(guān)重要，在設(shè)計階段主要通過軸承間的合理間距，通過確定支撐軸的數(shù)量；在軸系安裝階段通過調(diào)整軸的垂向位置，使軸系中各軸承的負荷在合理的范圍內(nèi)，以滿足各種規(guī)范要求，即軸系的合理校中；

SD-軟件在軸系校中，震動分析方面具備如下幾點優(yōu)勢：

（1） 建模：

三維可視化建模，直觀，立體，流場的GUI界面對設(shè)計工程師來講無疑是一種全新的建模體驗，一次性建模，可以支撐后續(xù)所有流程的計算分析，并且可以隨時返回建模界面對模型進行更改，軟件具有模型庫，可以通過對一般模型的積累，為后續(xù)建模提供便利的支撐，后續(xù)只需要通過拖拽的方式就可以輕松地搭建起一個軸系系統(tǒng)模型，并且可以隨時對這些模型進行參數(shù)上的調(diào)整；

（2） 核心算法：

軟件采用有限元算法，具有更高的準確性，可靠性，精度上，更適合三維軸系系統(tǒng)的分析計算。

（3） 軸系振動與校中集成化成熟商業(yè)軟件；

（4） 船舶軸系校中工作貫穿于整個軸系安裝過程；

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