超大型船舶推进轴系校中理论研究

【摘要】：近年来,随着新一代巨型超级油船VLCC和超大型油船ULCC出现,轴系 的刚性增加,船体的柔性增大,使得轴系的校中非常困难,传统的轴系校中方 法难以适应轴系校中的要求,因此,有必要研究适用于超大型船舶轴系校中的 计算方法、测量手段和安装检验准则。作者在查阅国内大量文献资料的基础上, 提出了超大型船舶推进轴系弹性校中的概念,对其理论进行了系统深入地研究, 建立了轴系弹性校中计算模型,在国内率先开发了具有自主知识产权的弹性校 中计算软件,通过在实际中的应用,能满足超大型船舶轴系校中的需要。 论文对超大型船舶推进轴系弹性校中计算理论进行了系统深入地研究。① 根据超大型船舶推进轴系设计、安装检验的需要,提出了推进轴系弹性校中的 概念,系统地研究了弹性校中计算的有限元法、传递矩阵法和三弯矩方程法等, 通过改进使三种方法均能适用于超大型船舶推进轴系弹性校中计算的需要。同 时,提出了弹性校中计算是多因素综合计算的结果,对超大型船舶推进轴系校 中衡准应以弹性校中计算的结果为基础。在系统研究弹性校中计算理论的基础 上,基于Visual Basic.Net面向对象的编程工具,开发了具有自主知识产权的超 大型船舶轴系弹性校中计算软件。软件具有界面友好,操作简便,通用性强, 便于二次开发等特点,能满足弹性校中计算的需要。②根据流体润滑动力学理 论以及国内外学者所给出的近似计算公式,结合轴系弹性校中计算有限元模型, 提出了一种确定轴系在实际运转过程中艉管轴承支承点位置以及轴心空间位置 的计算方法,有利于准确地确定轴系在实际工作过程中轴系中心线的位置和轴 承支反力:该方法简单易行,也可用于其它轴承支承位置的确定。针对大型船 舶尾管轴承工作特点,基于流体润滑动力学理论,建立了艉管轴承的非线性模 型。讨论了轴承油膜刚度的数值计算方法,建立了艉管轴承的动力润滑模型, 给出了求解油膜压力分布的有限元方法,导出了油膜主要特征参数的计算公式。 ③根据螺旋桨水动力计算的传统方法一拟定常理论,同时结合螺旋桨设计计算理 论,应用面元法对螺旋桨进行水动力计算,其计算结果与实验结果更接近,计 算精度高,计算方便,能够较好的运用于弹性校中计算中水动力的计算。④分 析研究了弹性校中计算最优化方法,建立了弹性校中优化计算模型,并将遗传 算法应用于弹性校中优化计算,根据弹性校中计算的特点,对标准遗传算法进 行了改进,将优选技术、非线性排名选择机制与基于实数编码的遗传算法相结 合,建立了遗传算法优化模型。与标准遗传算法相比,改进后的优化算法具有