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波浪与温度共同作用下轴系动态特性
| 论文题名： | 波浪与温度共同作用下轴系动态特性 |
| 关键词： | 集装箱船;轴系变形;动态特性;温度应力;波浪压力 |
| 摘要： | 随着航运业的发展，船舶大型化已经成为船舶设计和建造的主流。但是随着船舶大型化的发展，越来越多的问题开始出现，其中让各大研究机构和船厂最为关心的问题是由于船体变形而引发的轴系动态性能的变化。而引发船体变形的动态因素有很多，主要来源于船舶货物的装载、温度载荷、波浪载荷等。船体外壳变形之后会通过船的龙骨和肋板传递导致双层底上的轴承位置高低发生变化，最终导致轴系变形。轴系变形之后会引起传递动力的效率降低、轴承磨损加剧、轴系的振动增大，严重影响船员的正常生活。 本文以某艘8530TEU集装箱船作为研究对象，分析该船在外界温度变化、波浪压力情况下的船体变形量，并以此为依据计算轴系变形量，构建轴系变形后的模型，研究由于温度载荷和波浪载荷联合作用的情况下轴系的动态特性。全文的内容将围绕以下几个方面展开： （1）采用有限元软件构建对应的船体模型，并且查阅相关水文资料，找出该船所在航区的外部环境温度资料，研究有限元软件加载温度载荷的方法，并且计算该船在一定的温度载荷条件下的轴系变形情况。发现温度载荷对船体变形量的主要影响来自于温差的大小，并且在低温气象条件下和高温条件下轴系的变形趋势正好相反。 （2）利用AQWA软件模块，构建该船水动力模型，根据已有的北大西洋和太平洋航区的波浪统计资料，选取7.5m和11.5m波高情形，计算这两种波高条件下不同波浪相位的船体变形量，最终得出各种波浪压力情形下的轴系变形数据。最终计算结果发现：波浪高度越大，轴系变形量越大；各轴承变形量随着波浪相位呈正弦变化趋势。 （3）采用前面通过有限元软件仿真计算得来的温度应力和波浪压力引起的轴系变形数据为基础，研究在两者共同作用情况下该船轴系的直线校中情况，并且计算出对应情形下轴承的支反力。从结果来看后尾轴承和主机轴承处的支反力最大。 （4）通过研究前面的直线校中数据，构建对应的不同外界条件情况下的轴系变形之后的模型和初始状态下的直轴有限元模型，分析计算轴系横向振动和扭转振动的计算方法和对应约束的边界条件，并在ANSYS软件中计算直轴和各个弯轴模型的振动频率，并分析在温度和波浪压力联合作用的条件下，因为船体变形而导致轴系变形情况,发现轴系的振动固有频率在有形变的条件下，有减小的趋势。 |
| 作者： | 刘金洲 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 朱汉华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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