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船舶轴系校中回旋和纵向振动集成计算软件开发研究

作　者: 李冰融
导　师: 周瑞平
学　校: 武汉理工大学
专　业: 轮机工程
关键词: 改进的三弯矩方程 传递矩阵 纵向振动 回旋振动 计算软件
分类号: U664.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 342次
引　用: 3次
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内容摘要


船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分,在动力装置设计中占有极其重要的地位,其设计质量的好坏,直接影响船舶的机动性、可靠性、经济性。随着我国造船工业的不断发展、出口船舶的日益增多和造船吨位的不断增长,造船行业特别是军用船舶的设计、制造、安装等对造船技术、造船工艺及质量提出了更高的要求。目前,国内关于船舶推进轴系校中和振动计算分析等理论研究和软件开发,还停滞在引进国外技术和软件的基础上,开展对推进轴系校中及振动理论和计算软件的研究与开发,具有较大的理论意义和重要的实用价值。 本文以船舶推进轴系为研究对象,对轴系纵向振动和回旋振动以及校中计算模型的建立和算法进行了研究。利用理论研究的成果,依照软件工程的基本思想,从项目开发计划、需求分析、总体设计、详细设计、测试分析与维护等六方面,研究软件的实现方法;采用面向对象的开发技术,以Windows2000 Server版为开发平台,VB6.0作为开发工具,进行界面设计和文件管理,通过API函数的调用、OLE自动化以及集成的Matlab6.1的使用,开发了具有自主知识产权的集推进轴系纵向振动回旋振动和校中计算于一体的计算软件。软件界面友好、使用方便、功能强大,综合汲取了COMPASS、Kamewa、ABS、NV5060、Nauticus、Man B&W等计算软件的优点,以满足世界各国船级社对轴系校中和振动计算的要求,为船舶动力装置设计、制造、安装等提供了强有力的技术支持。 本文还探讨了船舶推进轴系校中计算时考虑支承油膜影响的情况以及校中安装时轴系的安装检验方法,根据所测轴段的应变,通过建立Riccati矩阵,迭代计算,检验轴段应力水平和轴承的支反力,以满足轴系校中的要求。

全文目录


第1章 绪论  8-13
  1.1 本课题研究意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 船舶推进轴系校中  9-10
    1.2.2 船舶推进轴系的纵向振动和回旋振动  10-11
    1.2.3 相关计算软件开发及使用情况  11
  1.3 本文的主要工作  11-13
    1.3.1 研究目标  11-12
    1.3.2 本文的研究工作  12-13
第2章 船舶推进轴系计算力学模型  13-17
  2.1 坐标系定义  13
  2.2 校中计算模型  13-14
  2.3 回旋振动计算模型  14-15
  2.4 纵向振动计算模型  15-17
第3章 船舶推进轴系校中计算算法研究  17-26
  3.1 变形固体的基本假设  17-18
  3.2 梁在简单载荷下的变形  18-19
  3.3 三弯矩法  19-26
    3.3.1 连续梁及三弯矩理论  19-20
    3.3.2 传统三弯矩方程  20-22
    3.3.3 考虑轴承刚度的三弯矩方程  22-26
第4章 船舶推进轴系振动计算算法研究  26-53
  4.1 回旋振动算法研究  26-40
    4.1.1 元件的传递矩阵  26-31
    4.1.2 固有频率与固有振型计算  31-34
    4.1.3 Riccati传递矩阵法  34-40
  4.2 纵向振动算法研究  40-53
    4.2.1 有限元法  40-49
    4.2.2 传递矩阵法  49-53
第5章 软件实现  53-64
  5.1 概述  53-55
  5.2 软件流程图  55
  5.3 软件集成  55-57
    5.3.1 Microsoft Word(打印输出)  55-56
    5.3.2 Microsoft Excel(输入输出)  56
    5.3.3 Matlab 6.1(数学运算)  56
    5.3.4 Microsoft SQL2000(数据库系统设计)  56-57
  5.4 软件基本功能  57-58
    5.4.1 校中计算  57
    5.4.2 回旋振动计算  57
    5.4.3 纵向振动计算  57-58
  5.5 程序重要模块简介  58-61
    5.5.1 建模模块  58-59
    5.5.2 计算模块  59-61
    5.5.3 文件存储与管理模块  61
    5.5.4 显示和打印模块  61
  5.6 计算实例  61-64
    5.6.1 算例1(考虑刚度的三弯矩方程)  61-62
    5.6.2 算例2—Kamewa  62-64
第6章 校中问题的进一步研究  64-76
  6.1 船舶推进轴系校中计算中轴承油膜的影响分析  64-70
    6.1.1 建立有限元分析模型  64-65
    6.1.2 径向支承轴承的非线性模型  65-68
    6.1.3 计算实例  68-70
  6.2 轴承支反力的应变片测量分析  70-76
    6.2.1 应变片测量的基本原理  70
    6.2.2 关于轴承支反力的计算  70-74
    6.2.3 轴承负荷综合分析法基本原理  74-76
第7章 总结与展望  76-77
  7.1 本文总结  76
  7.2 展望  76-77
参考文献  77-79
致谢  79

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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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