基于参数化的船舶轴系校中与抗冲击特性研究

摘要

船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分,轴系的主要功能是传递功率和扭矩,在运行过程中承受着复杂的负荷和应力,轴系校中的效果直接关系到轴系运行的质量甚至影响到轴系能否正常稳定的工作,对船舶来说,这又直接关系到船舶服役期间的可靠性与安全性,轴系校中及抗冲击特性研究的重要意义不言而喻。为此,本文基于VisualC++及有限元分析软件ANSYS构建了轴系校中及抗冲击特性分析的轴系参数化设计研究平台,通过该平台对纵向减振条件下的轴系校中与抗冲击特性进行了研究。主要工作包括:
　　(1)分析船舶轴系特征结构,确定参数化特征,基于VisualC++开发设计轴系校中和抗冲击分析软件界面,利用ANSYS二次开发语言APDL编写参数化命令流,利用封装技术构建轴系参数化的设计研究平台,并结合具体算例对该平台的参数化和智能化进行了分析。
　　(2)基于上述参数化平台,以某轴系为例,进行了轴系直线及合理校中研究,分析了轴承轴向和垂向位置变化对轴系的影响;并通过对比计算分析了安装纵向减振器前后以及增加系统阻尼系数后轴系的抗冲击响应特性。
　　所开发的有限元参数化轴系计算程序,实现了轴系参数化建模、校中计算和冲击响应分析的自动化和智能化,减少了轴系设计过程中工作量,提高了船舶轴系设计的工作效率。

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1 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的及主要内容

1.4 本章小结

2 轴系有限元及其参数化技术

2.1 有限单元法

2.2 ANSYS软件简介

2.3 基于Visual C++的ANSYS二次开发

2.4 本章小结

3 轴系软件的设计与开发

3.1 轴系几何模型建立

3.2 参数化建模

3.3 单元及网格设置

3.4 载荷设置

3.5 ANSYS计算处理部分

3.6 软件工作流程

3.7 本章小结

4 轴系校中计算

4.1 直径校核

4.2 轴系校中计算

4.3 结果分析

4.4 本章小结

5 轴系抗冲击计算

5.1 冲击响应计算方法

5.2 冲击响应有限元模型

5.3 轴系冲击响应计算

5.4 结果分析

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献