船舶推进轴系轴承负荷计算与分析系统开发

摘要

随着海洋工程装备和高新船舶的发展，船舶逐渐趋于大型化、高速化发展。船舶推进轴系作为船舶动力装置必不可少的重要部件，确保其正常稳定运行是船舶安全航行的关键，开展船舶推进轴系运行状态变化规律研究，开发专门用于船舶推进轴系轴承负荷计算与分析系统，对于船舶动力系统高效安全运行而言具有非常显著的工程意义及实用价值。本文的研究内容和研究成果如下:　　(1)针对静态合理校中轴承负荷计算问题，在标准遗传算法的基础上，改进其固有缺陷，提高了算法的求解效率，并提出一种以轴承比压作为设计变量的轴承负荷计算方法，通过与传统试凑法、标准遗传算法的对比分析，验证该方法所求解出的轴承负荷分配具有合理性。　　(2)以船舶推进轴系-油膜-轴承结构系统为研究对象，建立稳态工况下轴承负荷、轴承油膜力、轴颈位置三者间的力学和几何耦合关系，通过实船算例分析轴承负荷、轴承油膜力、轴颈位置等特征量随转速工况改变的变化规律。　　(3)在船舶推进轴系轴承负荷计算数学模型的基础上，本文通过Visual Studio开发平台，以C#.NET作为核心编程语言，同时与MATLAB、Office软件环境协同开发，集成船舶推进轴系轴承负荷计算与分析系统软件。该软件操作便利，拥有良好的人机交互性，通过实船算例验证了软件的可靠性，对轴系校中计算具有一定的参考意义。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1研究目的及意义

1．2国内外研究现状

1．3主要研究内容

第二章基础理论

2．1轴系校中计算理论

2．1．1轴系的简化处理

2．1．2三弯矩方法

2．1．3校中衡准

2．2径向滑动轴承流体润滑理论

2．2．1润滑油膜承载原理

2．2．2雷诺方程

2．2．3二维Reynolds方程的有限差分法求解

2．3遗传算法理论

2．3．1遗传算法的特点

2．3．2遗传算法的基本步骤

2．3．3标准遗传算法的改进

2．4本章小结

第三章船舶推进轴系轴承负荷计算数学模型

3．1基于三弯矩方法的轴系轴承负荷计算数学模型

3．2基于遗传算法的轴系轴承负荷计算数学模型

3．2．1设计变量的设定

3．2．2目标函数

3．3稳态工况轴系轴承负荷计算数学模型

3．3．1外部载荷计算

3．3．2稳态工况耦合数学模型

3．4本章小结

第四章基于Visual Studio的系统软件设计及开发

4．1 Visual Studio简介

4．1．2 C#开发语言

4．1．3 MATLAB与Visual Studio的连接技术

4．2软件核心模块

4．2．1数据前处理模块

4．2．2轴承负荷计算模块

4．2．3数据后处理模块

4．3软件界面

4．4本章小结

第五章算例分析与试验验证

5．1实船算例

5．1．1基本输入参数

5．1．2静态轴承负荷计算

5．1．3稳态轴承负荷计算

5．2试验验证

5．2．1实船测试

5．2．2数据处理与验证分析

5．3本章小结

第六章结论与展望

6．1结论

6．2展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果

附录