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水下螺旋桨削边后振动分析软件开发
| 论文题名： | 水下螺旋桨削边后振动分析软件开发 |
| 关键词： | 螺旋桨削边;流固耦合;ANSYS软件;ABAQUS软件;二次开发;软件开发 |
| 摘要： | 船-机-桨的合理匹配是船舶设计的基本要求。然而螺旋桨在设计和使用的过程中往往会因为各种原因出现主机功率低于螺旋桨推进所需功率的情况，导致船-机-桨不匹配，工程中通常使用螺旋桨削边法来解决这一问题。螺旋桨削边后，因桨叶的几何形状发生改变，其水动力特性和振动特性均会发生改变。目前国内外对螺旋桨削边问题的研究，主要集中在削边前后水动力特性的变化上，仅有较少学者对空气中（轻质流体）螺旋桨削边前后振动特性的变化规律进行了探讨。由于船舶螺旋桨的工作环境一般在水（重质流体）中，周围流场对桨叶振动特性的影响，表现为流固耦合效应，不可忽略。 本文围绕4381到4384四种常规桨型，基于参数化建模技术和有限元理论，融合ABAQUS和ANSYS两大商用有限元软件技术优势，结合QT软件界面设计平台，开发具有一定功能性、可视性的计算软件，以开展对水下螺旋桨削边后振动特性的研究，揭示削边方法和桨叶侧斜角度等关键因素对水下螺旋桨削边后振动特性的影响，并根据计算结果改良削边量估算图谱，研究表明： (1)直径削边法和随边削边法都会使桨叶振型产生由扭转振动向弯曲振动的趋势。 (2)随着直径/随边削边量的增长，桨叶固有频率上升，但同一型号桨叶各阶固有频率的增长率并不相同，也无单调趋势。固有频率的增长率与振型的变化有关，当桨叶振型出现(1)中明显现象时，桨叶频率的增长率会显著上升。 (3)在相同切割量下，直径削边法对有/无侧斜桨叶固有频率和振型的影响普遍大于随边削边法。 (4)侧斜角度对随边/直径削边后桨叶固有频率的影响不大，但会对桨叶振型的变化产生影响，随着侧斜角度的增加，桨叶削边后振型的变化逐渐减弱。 |
| 作者： | 金鑫 |
| 专业： | 机械 |
| 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： | 2022 |
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