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大型运输船推进轴系集成设计及优化
| 论文题名： | 大型运输船推进轴系集成设计及优化 |
| 关键词： | 运输船;推进轴系;集成设计;参数优化 |
| 摘要： | 随着船舶工业和机械科学的不断发展，船舶推进系统安装难、制造难的问题逐渐被解决，但船舶推进系统的发展也渐渐进入了一个瓶颈期。从法兰、螺栓、轴承、联轴器任一零部件来看，其优化都已经达到了现阶段机械工业能够达到的较高水准，再对这些零部件进行优化，其结果只能是事倍功半。基于多目标参数、从整个推进系统层面来对船舶推进轴系进行优化的推进系统集成化设计理念逐渐成为趋势。集成化设计，不再孤立地设计船舶主机、螺旋桨、推进轴系等子系统，而是在系统层面从整体的角度考虑各子系统间的相互关系和相互影响，从而达到对整体推进系统的优化。本文基于集成化设计理念，不再将推进轴系各部件作为孤立的个体，而是在推进轴系设计和优化的过程中将轴系看作一个整体，从而使推进轴系达到整体最优。 本文首先搭建了船舶轴系集成化设计平台，该平台涵盖了从整体轴径设计和轴承跨距布置的宏观设计到螺栓选型和轴承选型的局部设计。将整体设计和局部设计集成于一个设计平台，保证了在进行轴系设计时设计者能够全面而系统的考虑整体推进轴系。在完成轴系部分的设计后，利用有限元分析，结合设计平台选型设计出的螺栓参数，进行了螺栓最佳预紧力的优化计算，确定了连接法兰的螺栓最佳预紧力。在完成轴系部分的设计工作和平台搭建工作后，为了全面考虑整个推进轴系，研究了螺旋桨对轴系的影响。在完成螺旋桨校核后，根据船模实验得到螺旋桨的敞水特性曲线，计算出螺旋桨的推力和扭矩，分析了船舶轴系在承受螺旋桨扭矩和推力时的应力状况。最后，根据设计平台计算得到轴系的各项设计参数后，建立了轴系的三维模型，并利用有限元分析软件，分别针对有无艉管前轴承的情况对轴承布置进行了设计优化，并最终确定推进轴系设计方案。 |
| 作者： | 严宏宇 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 李晓波;黄汉龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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