船體變形與船舶動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)耦合問題

為了建立推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)與船體耦合的大動(dòng)力系統(tǒng)理論，對(duì)其耦合形成機(jī)理與規(guī)律進(jìn)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(yīng)影響下船舶推進(jìn)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(jìn)系統(tǒng)振動(dòng)強(qiáng)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(yīng)。由于大尺度效

應(yīng)作用，導(dǎo)致大型船舶推進(jìn)裝置的實(shí)際工作狀態(tài)與原始設(shè)計(jì)狀態(tài)和建造狀態(tài)不一致，其實(shí)際工作狀態(tài)

受環(huán)境影響而在一定方位內(nèi)變動(dòng)，使得實(shí)際工況與設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)誘發(fā)的船舶推進(jìn)裝置-船體之間動(dòng)力學(xué)耦合。 船舶 航行在海洋環(huán)境中，海洋環(huán)境的風(fēng)、浪、流等外激載荷是隨機(jī)多變的，尤其是極端海洋環(huán)境外部激勵(lì)載

荷作用在船體上時(shí)，引起大型船舶的船體不均勻變形和隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，并通過船體的傳遞作用引起船舶推

進(jìn)動(dòng)力裝置過載響應(yīng)，導(dǎo)致推進(jìn)裝置關(guān)鍵部件過載而***，機(jī)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(jìn)裝置—船體動(dòng)力學(xué)耦合性問題。

（3） 基于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拇霸O(shè)計(jì)與實(shí)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(jìn)裝置—船體之間航行性與能效性的一致性研究。由于實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試條件不可能復(fù)原實(shí)際的海洋航 行環(huán)境，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室測(cè)試得到的數(shù)據(jù)與船舶在海洋環(huán)境中的實(shí)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(dǎo)致船舶設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)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(duì) 船舶工業(yè)的快速發(fā)展意義重大。

3D建模功能

軟件提供3D建模環(huán)境，可快速準(zhǔn)確的對(duì)用戶所設(shè)計(jì)的軸系建模。所創(chuàng)建的模型可由多個(gè)軸系、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、變速箱，固定或可調(diào)螺旋槳，艉軸管，支架，不同類型的法蘭和軸承組成。該模塊創(chuàng)建的模型是支撐后續(xù)各類計(jì)算的基礎(chǔ)，創(chuàng)建好的模型可以直接保存在模型庫中，可供隨時(shí)調(diào)用。

軸系校中計(jì)算模塊

提供船舶在各種裝載狀態(tài)下的軸系校中計(jì)算和軸承載荷分析?？梢酝瑫r(shí)考慮垂直方向和水平方向的彎曲計(jì)算，也可以對(duì)不規(guī)則形狀襯套的軸承模型等進(jìn)行建模分析。該模塊可實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整地軸系校中計(jì)算流程循環(huán)：比如通過反向計(jì)算的方法確定當(dāng)前軸承變位，得出船舶在裝載狀態(tài)下軸承的變位值，也可通過頂舉法、偏移偏斜測(cè)量以及應(yīng)變計(jì)測(cè)量等方法對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核。

附加功能：軸瓦接觸壓力分布，軸承流體動(dòng)力潤(rùn)滑，螺旋槳載荷，輪齒載荷，冰區(qū)時(shí)域瞬態(tài)計(jì)算貨運(yùn)船，船體變形估算，工藝公差計(jì)算。

回旋振動(dòng)計(jì)算模塊

軸承采用各向異性模型，即軸承剛度和阻尼具有方向和頻率相關(guān)性?？梢杂?jì)算軸系自由振動(dòng)的阻尼固有頻率，模態(tài)振型以及臨界轉(zhuǎn)速，并生成坎貝爾圖。諧波響應(yīng)分析可以提供軸系任何部位的各種參數(shù)，并對(duì)當(dāng)前臨界轉(zhuǎn)速是否會(huì)導(dǎo)致異常振動(dòng)進(jìn)行三維動(dòng)畫顯示。旋轉(zhuǎn)振動(dòng)與軸系校中參數(shù)和軸承運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)，這為軸系的動(dòng)力學(xué)特性提供了更為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。

軸向振動(dòng)計(jì)算模塊

軸向自由振動(dòng)計(jì)算可以顯著的體現(xiàn)軸系在各種臨界轉(zhuǎn)速條件下所對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型。諧波響應(yīng)分析可以真實(shí)的反映設(shè)備在運(yùn)行速度下的軸移位以及推力軸承載荷情況。該模塊支持對(duì)所有設(shè)備模型進(jìn)行激勵(lì)、頻率、剛度以及阻尼等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算模塊

根據(jù)軸的尺寸生成計(jì)算方案?？梢蚤_展部件之間角位移變形計(jì)算，軸系部件中的振動(dòng)扭矩和應(yīng)力計(jì)算，齒輪嚙合產(chǎn)生的錘擊效應(yīng)分析，柔性元件和阻尼器的功率損耗計(jì)算，柴油機(jī)正常運(yùn)行以及停機(jī)狀態(tài)的計(jì)算分析。***的冰區(qū)加強(qiáng)和短路分析功能可提供時(shí)域的瞬態(tài)分析功能支持各船級(jí)社提出的標(biāo)準(zhǔn)。

　船舶在航行一定時(shí)間后， 由于船體變形等因

素的存在， 必然會(huì)造成尾軸與發(fā)動(dòng)機(jī)軸(簡(jiǎn)稱兩端

軸)之間出現(xiàn)較大的偏中。兩端軸偏中值的大小

對(duì)確定軸系修理方案有很大的影響， 而修理方案

又關(guān)系到船舶修理費(fèi)用的高低及修理周期的長(zhǎng)

短?？梢姡?正確地確定和處理尾軸與發(fā)動(dòng)機(jī)軸的

同軸度， 對(duì)保證軸系校中質(zhì)量和減少修船費(fèi)用、縮

短修船周期有重要的影響。

影響軸系校中質(zhì)量的諸因素

所謂軸系校中， 就是按一定的要求和方法， 將

軸系敷設(shè)成某種狀態(tài)， 處于這種狀態(tài)下的軸系， 其

全部軸承上的負(fù)荷及各軸段內(nèi)的應(yīng)力都處于允許

范圍之內(nèi)， 或具有的數(shù)值， 從而可保證軸系持

續(xù)正常地運(yùn)轉(zhuǎn)?？梢姶拜S系校中質(zhì)量的優(yōu)劣，

對(duì)保障主機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 以及對(duì)減少船體振動(dòng)有

著重要的影響

歐普蘭(多圖)-軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算高彈性連接設(shè)備由北京歐普蘭科技有限公司提供。北京歐普蘭科技有限公司（）堅(jiān)持“以人為本”的企業(yè)理念，擁有一支技術(shù)過硬的員工***，力求提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)回饋社會(huì)，并歡迎廣大新老客戶光臨惠顧，真誠(chéng)合作、共創(chuàng)美好未來。歐普蘭——您可信賴的朋友，公司地址：北京海淀區(qū)西四環(huán)北路160號(hào)玲瓏天地A座727，聯(lián)系人：劉總。