论文摘要
螺旋桨是船舶推进装置的重要组成部分,在船舶建造中,螺旋桨安装的好坏极为重要,它关系到船舶能否长期正常航行以及船员生命的安全。目前,大多数大型船舶都采用液压无键联接形式来固定螺旋桨轴和桨毂的相对位置。螺旋桨采用液压无键安装形式,不仅拆装简便,而且安装质量高,极大地提高了螺旋桨运行的安全性与可靠性。本文以载重53800吨双壳散货船为研究对象,以CCS和ABS规范作为计算依据,运用ANSYS软件对螺旋桨安装过程进行有限元仿真。探讨了不同推入量条件下,螺旋桨轴和桨毂的受力情况。本文的主要工作如下：1)阐述了螺旋桨液压安装的基本原理以及安装过程中需要注意的关键问题。2)分别从材料力学和理论力学的角度,阐述了过盈配合的力学原理；依据船级社规范计算出桨毂推入量和接触面压力大小；依据厚壁圆筒理论计算出螺旋桨轴和桨毂的径向位移和受力大小；建立螺旋桨轴和桨毂的有限元模型。3)以最小推入量仿真计算时：过盈量误差在1.85%以内；接触面压力误差在3.66%以内；比较了三种不同计算转矩的方法得到的结果,仿真解大于理论计算解；桨毂的径向应力、周向应力和等效应力的误差分别在0.50%、0.36%和4.14%以内。最小推入量越大,过盈量、接触面压力、桨毂所受的力也越大。在接触边缘会出现应力集中现象,应力最大值均小于桨毂材料许用应力。4)以最大推入量仿真计算时：按照不同船级社规范计算出的接触面压力均在桨毂材料许用应力值内。ABS2010版规范最大推入量计算出的等效应力超过了桨毂材料的许用应力；以CCS2009版规范最大推入量计算时,0-10℃时等效应力破坏桨毂材料,在10-35℃时不会破坏桨毂材料。在接触边缘出现应力集中现象,应力最大值远大于桨毂材料许用应力。5)在最小推入量条件下,通过比较接触面压力和桨毂等效应力的仿真值和理论计算值,确定安装初始点的位置。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 引言1.2 国内外研究现状1.2.1 影响螺旋桨安装因素1.2.2 过盈配合计算理论的发展1.2.3 有限单元法的发展及其在过盈配合中的应用1.2.4 无键螺旋桨的安装方法1.2.5 研究中的不足1.3 课题的来源1.4 研究的背景和意义1.5 研究的目标、主要内容、关键技术问题和方法1.5.1 研究目标1.5.2 研究内容1.5.3 拟解决的关键问题1.5.4 研究方法1.6 本章小结第2章 螺旋桨过盈联接厚壁圆筒理论与计算2.1 概述2.2 螺旋桨过盈配合基本原理2.3 接触面处力学分析2.3.1 过盈联接设计的假定条件2.3.2 接触面的应力与变形2.3.3 接触面强度校核2.3.4 应力集中的概念2.4 接触面过盈量分析min'>2.4.1 正压力P作用下、温度为t℃时的最小套合过盈量Δminmax作用下,温度为t℃时的最大过盈量Δmax'>2.4.2 正压力Pmax作用下,温度为t℃时的最大过盈量Δmax2.5 过盈联接的弹性力学分析2.5.1 弹性力学的基本假设2.5.2 弹性力学基本方程2.6 实船数据计算2.6.1 实船的基本参数及计算公式2.6.2 主要数据计算2.7 本章小结第3章 过盈配合接触问题分析与有限元模型建立3.1 非线性问题的分析与研究3.1.1 引起结构非线性的因素3.1.2 接触问题的分类3.2 非线性方程求解3.2.1 迭代法3.2.2 增量法3.2.3 混合法3.2.4 收敛准则3.3 无键螺旋桨过盈联接有限元模型的建立3.3.1 结构离散3.3.2 接触对设置3.3.3 位移和载荷边界条件3.4 本章小结第4章 无键螺旋桨过盈联接有限元分析4.1 最小推入量对过盈量的影响4.2 最小推入量对接触面压力的影响4.3 最小推入量对接触面摩擦力矩的影响4.3.1 不同推入量时理论转矩计算4.3.2 不同推入量时转矩仿真计算4.4 最小推入量对桨毂受力的影响4.4.1 最小推入量对桨毂径向应力的影响4.4.2 最小推入量对桨毂周向应力的影响4.4.3 最小推入量对桨毂等效应力的影响4.5 0℃最大推入量对螺旋桨安装的影响4.5.1 0℃最大推入量对接触面压力的影响4.5.2 0℃最大推入量对桨毂等效应力的影响4.6 不同温度最大推入量对螺旋桨安装的影响4.6.1 不同温度最大推入量对接触面压力的影响4.6.2 不同温度最大推入量对等效应力的影响4.7 安装初始点的确定4.7.1 以最小推入量接触面压力确定安装初始点4.7.2 以最小推入量桨毂等效应力确定安装初始点4.8 本章小结第5章 总结与展望5.1 论文工作总结5.2 展望参考文献致谢
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标签：液压无键联接论文; 过盈配合论文; 有限元仿真论文;
