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船舶尾轴承负荷不确定性表征方法研究
| 论文题名： | 船舶尾轴承负荷不确定性表征方法研究 |
| 关键词： | 船舶尾轴承;负荷不确定性;表征方法;随机理论 |
| 摘要： | 尾轴承是船舶推进装置的关键组成部分，所处环境多样、工况多变、条件苛刻，其负荷具有强烈的时变性，直接影响轴系运行的安全性与可靠性以及船舶的正常航行，所以开展尾轴承负荷不确定性研究具有重要的理论意义和工程实用价值。 文中对影响尾轴承负荷的船体变形、螺旋桨水动力垂向力和轴承磨损三种因素进行了分析计算，并基于随机理论分别进行了表征，建立了船舶尾轴承负荷不确定性计算模型，研究了影响因素与尾轴承负荷间的不确定性关系，以及通过算例和试验验证了计算模型和计算结果的正确性。主要研究内容和结论如下。 （1）由于运行环境和工况的多变性、复杂性致使尾轴承负荷存在不确定性，其中船体变形、螺旋桨水动力垂向力和轴承磨损是主要影响因素。基于随机理论分别建立了三种因素的计算模型，并进行了不确定性表征。 （2）基于力学理论，对船舶推进轴系进行简化和受力分析，分别建立单因素作用下和三因素共同作用下的船舶尾轴承负荷不确定性计算模型，从系统角度研究尾轴承负荷的不确定性表征方法，揭示了尾轴承负荷不确定性与影响因素间的关系，为工程实际提供理论参考。 （3）基于长轴系试验台和短轴系试验台，提出了尾轴承负荷不确定性试验方案，开展了船体变形、螺旋桨水动力垂向力、尾轴承磨损的单因素作用和多因素共同作用下尾轴承负荷不确定性试验，验证了理论计算模型和理论计算的正确性。 （4）在试验、理论及算例研究的基础上，以某8530 TEU集装箱船为对象深入研究单因素作用和三因素共同作用对尾轴承负荷的影响规律，对尾轴承负荷计算方法提出了建设性的意见和建议，为工程应用和规范完善提供了理论支持。研究结果表明：①在波浪载荷作用下，尾轴承负荷服从高斯分布其数值比静态时显著增大；②尾轴承负荷与船体变形的变异系数呈非线性关系，随变异系数的增大，尾轴承负荷变动幅值增大；③在螺旋桨水动力垂向力作用下，尾轴承负荷呈现正弦变化规律，随进速系数的增大，尾轴承负荷幅值增大；④随磨损量的增加，尾轴承负荷变化幅值呈减小趋势；⑤在三因素共同作用下，尾轴承负荷变化服从高斯分布，呈现随机性。 |
| 作者： | 张圣东 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 刘正林 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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