基于船台校装的舰船轴系校中技术研究

摘要

舰船推进轴系校中是舰船设计与建造中非常重要并且耗时的一环,轴系的校中质量直接关系到舰船的安全运行以及船员的生命安全。目前,由于船体变形难以准确计算或测量,以及对轴系校中工作的“坞内/船台校中”理论和实际经验不足,各大船厂进行轴系校中的一般流程是先在船台阶段完成轴系及主机的初步对中工作,在舰船下水之后的漂浮状态再进行轴系的校中,最后完成所有与主机相关的辅机安装。如果能够完成轴系从静浮校中到船台校中安装模式的转变并考虑各种实际因素的影响,将会在一定程度上缩短舰船建造周期,并保证舰船及轴系的长期、稳定、正常运转。
　　本文阐述了舰船轴系在建模方法、校中计算和优化计算等方面的研究现状和存在的问题,并对影响船体变形的主要因素及计算与测量方法进行了分析与探讨。在此基础上,以具有高精度的有限元法构建了轴系的力学计算模型,考虑了轴承刚度和梁的剪切变形,并利用高斯消元法求解方程。探索了针对轴系船台校中的改进遗传算法,分析了船体变形对原有轴系合理校中的重要影响,并以某大型散货船的推进系统为实例,以既有船厂测量满载、压载船体变形数据为基础,完成了基于船台校装的舰船轴系校中优化计算,计算结果验证了船台轴系校中的可行性,为校中人员实现轴系船台校中提供了理论依据。
　　为提高校中优化效果,本文从设计角度分析了轴系的冲击响应和回旋振动结果,为轴承的合理布置提供参考,同时计算对比了轴系陀螺效应对轴系校中状况的影响,得到了有益的结论。

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1 绪 论

1.1课题来源

1.2课题工程背景及意义

1.3国内外研究现状

1.4本文主要工作

2 舰船轴系校中与计算

2.1轴系的功用与组成

2.2轴系校中与舰船安全

2.3轴系校中力学建模

2.4轴系校中优化

2.5本章小结

3 轴系优化建模与改进遗传算法

3.1引言

3.2舰船轴系校中优化建模

3.3基本遗传算法

3.4对于遗传算法的改进

3.5算法测试

3.6本章小结

4 舰船轴系间距分析与校中

4.1引言

4.2轴承间距分析

4.3螺旋桨陀螺效应

4.4本章小结

5 船台校中实例分析

5.1实例参数及直线校中

5.2常规轴系优化校中

5.3船台轴系优化校中

5.4轴承布置优化

5.5螺旋桨陀螺效应影响

5.6本章小结

6 总结和展望

6.1全文总结

6.2研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士期间发表论文

附录2 轴承参数表