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螺旋桨削边改造振动分析方法研究与软件系统开发
| 论文题名： | 螺旋桨削边改造振动分析方法研究与软件系统开发 |
| 关键词： | 船舶螺旋桨;削边切割;振动特性;水动力特性 |
| 摘要： | 螺旋桨作为船舶的重要推进器在船舶航行过程中，常因各种因素出现负荷过“重”或半负荷的现象，使得主机达不到额定转速或超负荷运转，船-机-桨因此不能处于最佳匹配，进而引起主机部件损坏。为了解决这个问题，研究人员常常采用削边技术，对原桨切边修改，减少螺旋桨的直径或螺距，使螺旋桨的扭矩减小，螺旋桨变“轻”，进而使得船-机-桨重新匹配，使船舶达到最佳工况点。另外，削边切割是一种较为方便可行的方法，因此采用削边切割的方式改造螺旋桨具有很重要的实用意义。 对于削边技术，当前研究集中在削边对螺旋桨水动力性能影响上，而削边对其振动特性影响研究十分缺乏。众所周知，螺旋桨振动特性对民船舒适度及军船隐蔽性意义重大。本文基于削边螺旋桨结构动力学模型，融合MATLAB编程技术、ANSYS二次开发技术和QT界面技术，开展直径及随边切割对有/无侧斜螺旋桨振动特性影响的研究，揭示关键参数对切割前后螺旋桨振动规律的影响机理，为寻求船-机-桨匹配下振动特性最优的削边方案提供理论指导。研究结果表明： （1）五叶螺旋桨每5个模态为一组，包括伞模态与局部模态。越高阶伞模态振型呈现出越为复杂的弯扭振动型态，其固有频率也越高。 （2）直径切割方式下，无侧斜螺旋桨的切割量越大，其相应伞模态的固有频率越高，部分振型由扭转振动变为悬臂振动，振动形式更加简单；对于有侧斜桨，随切割量的增大，其桨叶固有频率变化规律与无侧斜桨相同，但其扭转振动形态比悬臂振动形态更容易出现。 （3）随边切割方式下，切割量增加对无侧斜螺旋桨固有频率及振型影响不大。侧斜不会改变螺旋桨在随边切割方式下的振动特性规律。 |
| 作者： | 姚月兵 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 李家盛;陶海坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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