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动态因素下的船舶推进轴系校中理论及应用研究

高亚坤  
【摘要】:船舶推进轴系校中在轴系设计和安装过程中起着非常重要的作用,是轴系正常运转的保证,一直是船舶界非常关心的问题。经过国内外几十年的研究,轴系校中方法由平顺曲线校中理论发展到现在的合理校中方法,并在船舶轴系的校中过程中得到了普遍的应用。随着船舶向高速、重载化发展,船舶推进轴系的动态校中技术越来越受到人们的重视。在此研究背景下,基于已有的合理校中研究成果,本文进行了以下几方面的研究: (1)对船舶推进轴系校中的理论,包括其分类、模型建立、合理校中的计算方法等进行了详细总结。在传统的轴系合理校中时,往往将艉管后轴承作为单点支承,但实际上轴承的受力是在一段长度上,因此,本文将艉管后轴承作为多点支承,推导了多点支承轴系校中的详细公式,找出了多点支承轴系轴承支反力的计算方法。 (2)以实船推进轴系为研究对象,采用多点支承校中理论利用三弯矩法进行轴系的校中计算;对此实船推进轴系利用ANSYS软件进行有限元分析,通过与三弯矩法的校中计算结果进行比较,证明了多点支承的轴系校中计算方法的正确性,并将此方法运用到了实船推进轴系校中计算实践中。 (3)轴系校中过程中轴承支承点位置的选取对轴系的回旋振动有很大的影响,本文以实船推进轴系为例,选取不同的艉管后轴承支点位置,进行回旋振动计算,比较了多点支承、等效单点支承、支承位置的经验取值等对回旋振动的影响。 (4)介绍了滑动轴承流体动力润滑的理论、油膜压力分布的计算方法,油膜动力特性理论等,分析了油膜的压力分布与轴系转速、轴系在艉管中的倾斜角的关系,详细叙述了油膜压力分布的数值计算方法。利用MATLAB软件编程,计算油膜压力值并绘制压力分布图像,同时对考虑油膜影响的船舶推进轴系校中计算进行了探讨。 综上所述,本文对艉管后轴承多点支承的轴系校中模型进行了推导,计算了多点支承模型下的轴系受力;探讨了轴承支承点位置选取的不同对回旋振动的影响;利用MATLAB编制程序对艉管后轴承在不同转速、不同倾斜角下的油膜压力分布进行分析;研究了油膜厚度对艉管后轴承斜镗孔必要性的影响。


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