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原文传递船舶柴油机推进轴系状态评价方法的研究

论文题名：	船舶柴油机推进轴系状态评价方法的研究
关键词：	船舶柴油机;推进轴系;状态评价;试验模拟;理论计算
摘要：	船舶柴油机推进轴系不仅是轮机重要的组成部分，而且是船舶安全与正常航行的重要保障。随着船舶大型、高效、智慧方向发展，不仅螺旋桨的尺寸和质量明显地增加、船体结构变形明显地增大，使得轴系结构、功能、状态都在发生变化，从而倍受关注;而且受装载条件、航行区域海况、维护修理等使用因素的影响，有可能导致船舶柴油机推进轴系状态发生畸变、尾轴承过度磨损、甚至发生轴系疲劳断裂等严重机损事故，危及船舶安全与正常航行。因此，从全寿命周期的角度，有必要深入认识和掌握“柴油机—轴系—螺旋桨”构成的大型“往复—回转”动力系统服役性能与服役状态变化。　　本文基于试验模拟和分析计算相结合的研究方法，开展了基于传递矩阵理论的船舶轴系合理校中的理论计算方法与评价服役状态的反求计算方法的研究，建立了基于有限元方法的船舶轴系合理校中数值模拟的计算模型，利用ANSYS和MATLAB工具，分析并研究了118000DWT、110000DWT、57300DWT三种典型船舶柴油机推进轴系设计安装状态下，轴系静态、热态、稳态时的线性和非线性校中理论计算与数值模拟计算的合理性，完善了船舶柴油机推进轴系设计安装状态的评价方法。　　结合船舶实际，集成“柴油机—轴系—螺旋桨”结构于一体，自主设计研发了船舶柴油机推进轴系试验台，并进行了船舶轴系合理校中计算、安装、调试。在此基础上，基于电涡流位移传感技术，在线实时采集原始位移信号，采用小波理论的小波包降噪与重构提纯方法，研究了各轴承处的轴心轨迹及其变化，进一步揭示了船舶柴油机推进轴系状态特征及其演变规律，建立了基于电涡流位移监测技术的船舶柴油机推进轴系状态评价方法（轴心轨迹法）。其次，基于无线遥测技术，在船舶柴油机推进轴系试验台上进行了在线实时的应变测试，计算了轴系弯矩、扭矩、轴承负荷，可反求计算出测试状态下的轴系力学状态特征参数（挠度、转角、弯矩、剪力），以及轴系动力状态特征参数（功率和转速），建立了基于无线遥测弯矩的船舶柴油机推进轴系状态评价方法（反求算法）。　　基于SRT传感技术，在船舶柴油机推进轴系试验台上进行了在线实时热电流与转速测试，利用IGOR PRO工具对原始信号进行频域离散化处理，根据能量守恒定律，计算了不同轴系状态下的基准系数，提出了由单一加载方式所得的基准系数对复合加载方式基准系数的量化表征方法，建立了基于SRT传感技术的船舶柴油机推进轴系状态评估方法（基准系数法），并验证了其合理性。　　本文基于船舶柴油机推进轴系状态监控技术，通过采集静态与动态多源信息，提取出船舶柴油机推进轴系的静力学和动力学状态特征参数，建立了包括设计状态、安装状态以及服役状态的船舶柴油机推进轴系全寿命周期评价方法，实现了船舶柴油机推进轴系状态的综合评价。
作者：	王宏志
专业：	轮机工程
导师：	关德林
授予学位：	博士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文