船體變形與船舶動力推進(jìn)系統(tǒng)耦合問題

為了建立推進(jìn)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(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(yīng)。由于大尺度效

應(yīng)作用，導(dǎo)致大型船舶推進(jìn)裝置的實際工作狀態(tài)與原始設(shè)計狀態(tài)和建造狀態(tài)不一致，校中計算工程培訓(xùn)，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(jìn)裝置-船體之間動力學(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(jìn)動力裝置過載響應(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—船體動力學(xué)耦合性問題。

（3） 基于實驗室試驗?zāi)Ｐ偷拇霸O(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(jìn)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(fù)原實際的海洋航 行環(huán)境，導(dǎo)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(dǎo)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。

隨著船舶振動噪聲要求的提高，現(xiàn)有的靜態(tài)校中設(shè)計方法不再適用，需要考慮軸系校中過程中不對

中量對軸系振動的影響．通過對彈性聯(lián)軸器處三種不對中型式進(jìn)行受力分析，獲得了不對中激勵力數(shù)學(xué)模

型，通過臺架試驗驗證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性．研究表明：軸系不中激勵作用下，１倍頻和２倍頻以及通頻振動

計算結(jié)果與臺架試驗相對誤差小于２０％；校中過程中彈性聯(lián)軸節(jié)處不對中量越大，所產(chǎn)生的激勵的

幅值越大，造成的振動也越大．

所謂軸系合理校中， 其實質(zhì)是在遵守規(guī)定的

軸承負(fù)荷、應(yīng)力、轉(zhuǎn)角等限制條件下， 通過校中計

算以確定各軸承的合理位置， 將軸系安裝成規(guī)定

的曲線狀態(tài)， 以達(dá)到使各個軸承上的負(fù)荷合理分

配。

根據(jù)軸系合理校中的實質(zhì)及軸系校中計算的

要求， 需對下列內(nèi)容進(jìn)行計算。

(1)進(jìn)行軸系各結(jié)構(gòu)要素的處理、建立軸系計

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武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報　2008 年第4 期

算的物理模型;

(2)計算按直線校中時軸系各支座處的彎矩、

反力、撓度及截面轉(zhuǎn)角;

(3)計算能表征軸承負(fù)荷與位移關(guān)系的軸承

負(fù)荷影響數(shù)(必要時也計算彎矩影響數(shù));

(4)根據(jù)給定的約束條件， 用線性規(guī)劃法或試

錯法確定軸承的位移或合理位移量;

(5)根據(jù)軸承位移及軸承負(fù)荷影響數(shù)求出軸

承上的實際負(fù)荷;

(6)根據(jù)軸承或合理位移量， 計算軸系有

關(guān)連接法蘭上允許的偏移、曲折值;

(7)計算當(dāng)采用頂舉法檢驗軸承負(fù)荷時的軸

承負(fù)荷頂舉系數(shù)。

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