船體變形與船舶動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)耦合問題

為了建立推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)與船體耦合的大動(dòng)力系統(tǒng)理論，對(duì)其耦合形成機(jī)理與規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的研究，需要***解決如下問題：

（1） 大型船舶的大尺度效應(yīng)影響下船舶推進(jìn)裝置工作不確定性。 大型船舶由于尺寸巨大造成船體

變形大、推進(jìn)系統(tǒng)振動(dòng)強(qiáng)烈，引發(fā)諸多參數(shù)相互耦合，影響船舶航行性能，即大尺度效應(yīng)。由于大尺度效

應(yīng)作用，導(dǎo)致大型船舶推進(jìn)裝置的實(shí)際工作狀態(tài)與原始設(shè)計(jì)狀態(tài)和建造狀態(tài)不一致，其實(shí)際工作狀態(tài)

受環(huán)境影響而在一定方位內(nèi)變動(dòng)，使得實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況不一致，出現(xiàn)了工作不確定性問題。

（2） 不同海洋服役環(huán)境下船體變形和船舶運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的船舶推進(jìn)裝置-船體之間動(dòng)力學(xué)耦合。 船舶 航行在海洋環(huán)境中，海洋環(huán)境的風(fēng)、浪、流等外激載荷是隨機(jī)多變的，尤其是極端海洋環(huán)境外部激勵(lì)載

荷作用在船體上時(shí)，引起大型船舶的船體不均勻變形和隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，并通過船體的傳遞作用引起船舶推

進(jìn)動(dòng)力裝置過載響應(yīng)，導(dǎo)致推進(jìn)裝置關(guān)鍵部件過載而***，軸承軸系校核中計(jì)算，機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)超出了服役允許的范圍而不

能工作，這就提出了大型船舶推進(jìn)裝置—船體動(dòng)力學(xué)耦合性問題。

（3） 基于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拇霸O(shè)計(jì)與實(shí)際海洋服役環(huán)境條件下船舶航行性能兩者之間的船舶 推進(jìn)裝置—船體之間航行性與能效性的一致性研究。由于實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試條件不可能復(fù)原實(shí)際的海洋航 行環(huán)境，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室測(cè)試得到的數(shù)據(jù)與船舶在海洋環(huán)境中的實(shí)際數(shù)據(jù)不一致，存在著一定的誤差，這二 者的不一致是導(dǎo)致船舶設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)船航行的航行性和能效性不一致的根本原因，如何消除其差異對(duì) 船舶工業(yè)的快速發(fā)展意義重大。

（1）專注船舶海洋工業(yè)，多年來該軟件只為船舶動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)而存在，并通過SKF以及眾多船舶設(shè)計(jì)服務(wù)類公司所應(yīng)用，其功能也日趨完善，在船舶推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域該軟件計(jì)算分析的完整性、穩(wěn)定性、可靠性等方面都達(dá)到了很高水平，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上符合眾多船級(jí)社要求。

（2）

船舶推進(jìn)軸系全生命周期應(yīng)用，軟件不單被眾多船舶設(shè)計(jì)單位采用，還廣泛的應(yīng)用于眾多船舶制造以及船舶維修企業(yè)。通過虛擬與現(xiàn)實(shí)的交互，用軟件計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)船舶動(dòng)力系統(tǒng)打包-船舶推進(jìn)軸系安裝，對(duì)中等任務(wù)，同時(shí)對(duì)真實(shí)環(huán)境運(yùn)行下的船舶推進(jìn)系統(tǒng)各部件參數(shù)的監(jiān)測(cè)采集，將真實(shí)數(shù)據(jù)輸入到軟件模型中去，軟件自動(dòng)計(jì)算并更新模型狀態(tài)，生成軸線偏差；

（3）

國產(chǎn)軟件多是基于行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)而對(duì)應(yīng)研制的計(jì)算類軟件，追求短平快，缺乏根據(jù)具體工程應(yīng)用以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的長期完善。SD軟件，除了可以滿足通用的標(biāo)準(zhǔn)，其在進(jìn)行軸系對(duì)中計(jì)算的時(shí)候還可以更多的考慮具體的工程終于到的問題，并作為一個(gè)參數(shù)輸入考慮到計(jì)算中去。從而使設(shè)計(jì)不單純滿足標(biāo)準(zhǔn)，還可以根據(jù)實(shí)際工程考量優(yōu)化軸系對(duì)中設(shè)計(jì)等。同時(shí)軟件可以考慮船舶下水后船體的變形對(duì)軸系的影響等

軸系校中的必要性以及目的：

船舶推進(jìn)軸系校中軸承的布置至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)階段主要通過軸承間的合理間距，通過確定支撐軸的數(shù)量；在軸系安裝階段通過調(diào)整軸的垂向位置，使軸系中各軸承的負(fù)荷在合理的范圍內(nèi)，以滿足各種規(guī)范要求，即軸系的合理校中；

SD-軟件在軸系校中，震動(dòng)分析方面具備如下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1） 建模：

三維可視化建模，直觀，立體，流場的GUI界面對(duì)設(shè)計(jì)工程師來講無疑是一種全新的建模體驗(yàn)，一次性建模，可以支撐后續(xù)所有流程的計(jì)算分析，并且可以隨時(shí)返回建模界面對(duì)模型進(jìn)行更改，軟件具有模型庫，可以通過對(duì)一般模型的積累，為后續(xù)建模提供便利的支撐，后續(xù)只需要通過拖拽的方式就可以輕松地搭建起一個(gè)軸系系統(tǒng)模型，并且可以隨時(shí)對(duì)這些模型進(jìn)行參數(shù)上的調(diào)整；

（2） 核心算法：

軟件采用有限元算法，具有更高的準(zhǔn)確性，可靠性，精度上，更適合三維軸系系統(tǒng)的分析計(jì)算。

（3） 軸系振動(dòng)與校中集成化成熟商業(yè)軟件；

（4） 船舶軸系校中工作貫穿于整個(gè)軸系安裝過程；

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