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基于船体变形的轴系校中技术研究

作　者: 熊凯
导　师: 刘玉君；汪骥
学　校: 大连理工大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 轴系校中有限元法船体变形微损伤积累变形耦合
分类号: U664.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 131次
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内容摘要

轴系校中质量的好坏,对保障船舶及轴系长期、稳定、正运转及船舶航行的安全非常重要。影响轴系校中质量的因素很多,大体上分为动态因素和非动态因素。对于非动态因素,工作人员可以从操作、设计等角度来寻求对策;而动态因素,则是当前轴系校中研究的一个重要课题。本文研究轴系校中技术,做了如下几方面的工作:了解轴系组成,分析其所承受的负荷,并对轴系校中的重要性及复杂性进行了初步探索。对轴系校中计算的常用方法进行研究比较,发现在ANSYS软件支撑下的有限元法在速度、准确度方面都有比较大的优势。在全面分析影响轴系校中质量诸因素的基础上,选取船体变形这一动态因素为研究对象。然后通过仔细分析船体变形,从轴系校中的定义出发,引出变形耦合理论来实现轴系校中在船舶不同装载情况之间的平衡,并详细阐述了变形耦合的一条可行途径。最后,从轴系合理校中比较常用的三弯矩法、迁移矩阵法和有限元法中选取比较实用的有限元法,对某船型轴系进行校中计算及变形耦合计算,验证了变形耦合理论的合理性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 课题研究的工程领域  9
  1.2 国内外研究历史及现状  9-11
  1.3 本文的主要工作和意义  11-12
2 轴系及轴系校中  12-20
  2.1 轴系及其主要构件  12-13
  2.2 轴系的运转及其受力负荷分析  13-14
  2.3 轴系校中质量对轴系及船舶正常运行的影响  14-15
    2.3.1 轴系校中质量对轴承负荷及轴内应力的影响:  14
    2.3.2 轴系校中质量对尾轴管轴承磨损的影响:  14-15
    2.3.3 轴系校中质量对船舶振动的影响:  15
  2.4 影响船舶轴系校中质量诸因素的分析  15-19
    2.4.1 轴系中各运动件和固定件的加工误差的影响  15
    2.4.2 轴系安装弯曲的影响  15
    2.4.3 轴端法兰因自重下垂的影响  15-16
    2.4.4 轴系结构设计的影响  16
    2.4.5 轴承结构刚度的影响  16
    2.4.6 船体变形的影响  16
    2.4.7 油膜的影响  16
    2.4.8 螺旋桨水动力作用  16-17
    2.4.9 振动  17
    2.4.10 对策分析  17-19
  2.5 本章小节  19-20
3 轴系校中计算  20-41
  3.1 引言  20-21
    3.1.1 按直线性校中原理:  20-21
    3.1.2 按轴承上允许负荷校中原理  21
    3.1.3 按轴承上合理负荷校中原理  21
  3.2 校中计算前处理  21-23
    3.2.1 坐标系建立  21
    3.2.2 轴系结构要素的处理  21-23
  3.3 三弯矩法轴系校中  23-31
    3.3.1 弯矩的计算  24-28
    3.3.2 支承反力的计算  28-31
  3.4 迁移矩阵法轴系校中  31-36
    3.4.1 基本原理  31
    3.4.2 单元端面的状态矢量和传递矩阵  31-32
    3.4.3 迁移矩阵法在轴系校中中的应用  32-36
  3.5 有限元法轴系校中  36-40
    3.5.1 基本假设  36-37
    3.5.2 位移法简介  37-40
    3.5.3 位移法在轴系校中计算中的应用  40
  3.6 三弯矩法、迁移矩阵法及有限元法比较  40
  3.7 本章小节  40-41
4 船体变形与轴系校中  41-51
  4.1 引言  41
  4.2 船体变形  41-46
    4.2.1 船体变形的分类及其影响  41
    4.2.2 船体变形的原因  41-43
    4.2.3 船体变形的数据来源  43-46
  4.3 变形耦合理论  46-48
    4.3.1 微损伤和微损伤积累  46
    4.3.2 变形耦合理论  46-48
  4.4 耦合计算  48-49
    4.4.1 对耦合目标公式的处理  48-49
    4.4.2 耦合计算  49
  4.5 本章小节  49-51
5 某船型轴系合理校中及变形耦合计算  51-59
  5.1 ANSYS软件简介  51
  5.2 轴系基本结构及校中约束条件  51-53
    5.2.1 轴系的基本结构  51-52
    5.2.2 约束条件  52-53
  5.3 轴系直线校中计算  53-54
  5.4 轴系合理校中计算  54-56
    5.4.1 目标函数  54-55
    5.4.2 轴系变形  55
    5.4.3 支承反力  55-56
  5.5 变形耦合  56-58
    5.5.1 船体变形  56
    5.5.2 变形耦合  56-57
    5.5.3 轴系变形  57-58
    5.5.4 支承反力  58
  5.6 本章小节  58-59
结论  59-60
参考文献  60-61
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  61-62
致谢  62-63

基于船体变形的轴系校中技术研究

内容摘要

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