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船舶轴系校中质量的试验研究

作　者: 段睿
导　师: 王宏志
学　校: 大连海事大学
专　业: 轮机工程
关键词: 船舶轴系校中 有限元法 应变测试技术 轴功率测试 顶举法
分类号: U664.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 146次
引　用: 2次
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内容摘要


近年来随着船舶的大型化、高速化的发展,轴系刚性与船体柔性之间的矛盾增大,使得船舶轴系校中变得更为复杂,轴系校中的理论研究和实际测量研究都显得格外重要。因此,很有必要将理论分析计算和实际测试测量结合起来,对轴系校中进行系统深入地研究。作者在参考国内外大量文献资料及学习船舶轴系校中计算方法的基础上,充分利用ANSYS计算软件和先进的测试测量技术,进行了船舶轴系校中计算、校中工艺方法,以及船舶轴系变形的测试研究。本论文以实验室搭建的船舶轴系试验台为研究对象,通过对船舶轴系直线校中状态下的变形测试测量、轴功率的测试,以及轴承负荷的测试研究,实现了船舶轴系校中质量的评价。本文主要作了以下几方面的工作：首先利用有限元分析ANSYS软件,进行船舶轴系直线校中计算,得到轴系各个轴承上的负荷计算值、以及各个轴段内的一些力学参量的分布情况和数值,对船舶轴系状态有了清晰的量化描述。在理论计算的基础上,应用应变测试技术,对轴系的动力参数进行了实际的测量,实现了轴系变形的无线采集测量。轴系的变形包括扭转变形和弯曲变形两个方面,都是通过利用应变片和无线传感器构成的采集网络来完成变形的测量；以扭矩的测量为基础,对轴系的轴功率进行了实际的测量,发现在轴系的稳定运转过程中扭矩变化规律,功率的增加部分都用来提高转速。最后,应用负荷传感器,通过改进的顶举法,对船舶轴系直线校中状态下的各个轴承附近的实际负荷进行了测量,并与船舶轴系直线校中计算的轴承理论负荷值进行了比较,可以进一步评价船舶轴系校中的质量。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题的背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 本文的主要工作  13-14
第二章 应变测试技术  14-22
  2.1 电阻应变片的基本结构  14
  2.2 电阻应变片工作原理  14-16
  2.3 电阻应变片的温度误差及补偿  16-18
    2.3.1 温度误差及其产生原因  16-17
    2.3.2 温度补偿方法  17-18
  2.4 测量电路  18-20
  2.5 应变电测技术的特点  20-22
    2.5.1 应变电测技术的优点  21
    2.5.2 应变电测技术的缺点  21-22
第三章 船舶轴系试验台的轴系校中计算  22-35
  3.1 船舶轴系试验台  22-23
  3.2 坐标系与物理模型简化  23-25
    3.2.1 轴系校中计算坐标系和符号的规定  23
    3.2.2 轴系校中物理模型的简化方法  23-25
  3.3 轴系校中的基本原理与工艺方法  25-28
  3.4 轴系校中计算的有限元方法  28-29
  3.5 轴系直线校中计算  29-35
    3.5.1 船舶轴系试验台轴系的基本参数  30
    3.5.2 轴系有限元模型的建立和求解  30-35
第四章 船舶轴系校中质量的测试与分析  35-68
  4.1 引言  35
  4.2 测试系统及其组成  35-40
    4.2.1 测量系统结构  35-38
    4.2.2 无线数据采集系统  38-40
  4.3 轴系扭矩测量  40-51
    4.3.1 测量原理  41-42
    4.3.2 黏贴扭矩应变片  42-44
    4.3.3 全桥组桥电路  44-45
    4.3.4 设置参数  45-46
    4.3.5 测试过程  46-47
    4.3.6 试验数据分析及处理  47-51
  4.4 轴系转速的获得  51-53
    4.4.1 工况1(f=3Hz)  52
    4.4.2 工况2(f=5Hz)  52-53
    4.4.3 工况3(f=7Hz)  53
    4.4.4 工况4(f=8Hz)  53
  4.5 轴系弯矩的测量  53-58
  4.6 轴承负荷的测试  58-64
    4.6.1 测量工具  58
    4.6.2 负荷系数  58-61
    4.6.3 测量过程  61-64
    4.6.4 误差分析  64
  4.7 轴系校中质量的分析  64-68
    4.7.1 轴系功率计算与分析  64-65
    4.7.2 轴承负荷的对比分析  65-66
    4.7.3 轴系弯矩的对比分析  66-68
第五章 结论与展望  68-69
  5.1 主要结论  68
  5.2 工作展望  68-69
攻读学位期间公开发表论文  69-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
研究生履历  75-76

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶轴系、传动装置、并车装置 > 轴系
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