基于有限元法的船舶轴系校中软件开发与研究

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船舶轴系校中的质量,对于确保轴系长期正常地运转和缩短船舶修造周期都非常重要,也是船舶正常航行的关键。随着建造大型船舶,对船舶轴系校中的研究和应用,成为当前船舶建造过程中迫切需要解决的重要课题之一。世界各大船厂,都多次出现过轴系校中的问题,导致主机拐档差超差,轴承高温或造成振动过大等。导致问题的因素相当复杂,有计算模型的建立过程考虑因素不周;也有一些影响因素的特定性,对于不同的船型而不同,如船体变形,轴系振动,支座刚度等;还有施工过程精度控制不够或施工过程出现错误。所有的问题,都需要有一套科学的办法,进行正确的处理。船舶推进轴系是一个复杂的系统,如何选择一个相对简化的模型,并能得到与实际相符的结果是一个问题。本文参考了大量的文献,最后采用合理校中模型进行开发,阐述了要素的处理,模型的建立。以精确度较高的有限元法来组成整个轴系的受力方程,利用LDLT法求解方程,达到了计算速度快且精确度较高的目的。软件开发利用VisualC++6.0对话框编程技术,可以计算轴承反力、轴系位移、轴系弯矩、轴系转角、轴系剪力,并采用MATLAB6.5进行混合编程,对计算结果进行可视化处理。然后对CB*/Z 338-84提供的参照轴系分别进行了直线校中,热态校中,轴承反力影响系数,千斤顶顶举系数,法兰开口及曲折,计算结果表明本程序的精度较高,可以达到工程要求。最后对某11万吨成品油轮推进轴系进行了冷态校中和热态校中计算,通过对比,可以看出本程序与国外软件的计算结果在冷态下较符合,但在热态下稍有不符,但趋势是一致的,可见还有其他因素需要考虑。
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