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复合材料船用螺旋桨结构设计研究
| 论文题名： | 复合材料船用螺旋桨结构设计研究 |
| 关键词： | 复合材料叶片螺旋桨;结构设计;三维模型;曲面造型 |
| 摘要： | 过去，许多海军和海洋工业都使用镍铝合金铜（NAB）作为生产螺旋桨的主要原材料，因为它具有较高的硬度和较低的腐蚀性能，并且一直以来都是工业生产中的标准材料。然而NAB材料的缺陷也不容忽视，它的重量高，价格昂贵，噪音大，振动强烈。相对而言，复合材料叶片螺旋桨具有减少振动和空穴，易维修，轻质高效等特点，这些都给复合螺旋桨在今后使用带来了很大的潜力。 为此本文进行了复合材料叶片螺旋桨的结构设计工作。首先在三维绘图软件UG中对螺旋桨及叶片进行三维建模，由于螺旋桨的造型不同于一般零件的CAD造型，故在造型过程中同时采用了曲面造型，特征造型和实体造型几种方法，先由型值数据生成样条曲线，再由样条曲线扫掠生成平滑的曲面，最后通过圆整﹑延伸得到螺旋桨的三维模型。 将此三维模型导入FLUENT软件的前处理器GAMBIT中进行网格划分，在一定的静流场条件下，分别采用Laminar及Inviscid模型，利用单精度的求解方法进行力学模拟计算，得出螺旋桨在静流场中受到的流体压力。 最后将计算得出的桨叶上的载荷分布情况添加到ANSYS模型对应的微区上，进行螺旋桨内部结构的受力分析。得到桨叶内部的应力、应变情况，为进一步设计纤维铺层的研究提供了有力的理论依据。将选择的三种铺层设计方式按照同样的方式进行模拟，比较其结果得到一种较佳的铺层设计方法，经强度校核满足要求，初步完成复合螺旋桨的结构设计和铺层设计。 |
| 作者： | 洪毅 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 赫晓东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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