大型低速机推进轴系校中计算研究开题报告
2021-03-18 17:07:09
1. 研究目的与意义(文献综述)
研究背景
轴系是船舶推进系统的重要组成部分,用于将船舶的动力输出至螺旋桨。轴系的设计也是船舶设计中比较重要的内容之一。通常来讲,轴系的设计分为轴系布置,轴系强度计算,扭转振动,纵振及横振计算等。另外一个非常重要的内容就是轴系的校中。轴系的校中贯穿于船舶设计及建造的整个过程。设计阶段主要进行轴系校中计算,给出安装上的要求与指导。安装后可能会根据实际情况的变化来调整轴承的高度以便各轴承都有合理的负荷。但是,近年来海上航行的常规货运船舶的轴系刚度显著提高,然而船舶结构构件尺寸的优化设计和高强钢的使用却使得船体结构变得容易变形。根据日本海事协会从1960年至2010年50年间入级的船舶的统计,船舶轴输出功率/转速比明显提高。导致这一结果的原因是不断提髙的主机功率与更加缓慢的转速相结合而造成的。船体和主机刚度的降低意味着轴承高度在不同的运行状态下非常容易出现变化。另外,轴系刚度的提高则大大降低了其对轴承高度细微变化的适应能力。这也就是为什么目前很多船舶会出现主机轴承损伤的原因。所以,合理的轴系校中变得越来越重要。
国内外现状
2. 研究的基本内容与方案
本课题的研究目标是以大型低速机推进轴系为研宄对象,完成船舶推进轴系校中计算研究,系统地考虑船舶各种装载状态下船体弹性变形、轴承油膜刚度、油膜压力分布、温度变化以及螺旋桨水动力等诸因素,建立轴系弹性校中的计算模型,提出适用于弹性校中计算模型的优化解法。研究大型低速机推进轴系校中轴承位置的垂向和轴向多目标优化;从理论上提出轴系弹性校中的安装、检验衡准规则,为轴系的实际安装、检验提供技术指导。并建立推进轴系的数学模型,同时开发校中的计算软件。
围绕本课题的研究目标,本文将从如下几个主要方面进行研究:
1)研究船舶推进轴系在设计和安装时,轴承轴向位置和垂向位置的布置对轴系校中的影响,并以散货船和散货船轴系为实例,运用最优化算法和软件实现推进轴系各轴承轴向位置和垂向位置的最优,使整个轴系校中从设计之初到最后安装到船舶上都能达到最优,做到真正意义上的合理校中。
3. 研究计划与安排
1-3周,查阅相关中文和外文文献,完成开题报告和文献综述。同时学习matlab软件操作;
4-12周,翻阅文献,同时多与老师及学者交流。继续学习matlab软件,查漏补缺。给定船舶资料能够按轴系校中理论方法做出计算;
13-15周,撰写毕业论文,并翻译规定的外文文献;
4. 参考文献(12篇以上)
1.商圣义. 民用船舶动力装置. 北京:人民交通出版社,1996.
2.胡国良. ansys11.0有限元分析入门与提高. 北京:国防工业出版社,2009.
3.丁伟. 精通matlab r2014a 清华大学出版社,2015