船舶作为水上运输的主要工具,随着全球经济一体化和航运业的发展,为了降低运输成本,提高规模经济以及节能减排,船舶向着大型化、高速化和高功率化不断地发展。船舶大型化引发了一系列与船舶性能和安全相关的技术问题。大型船舶在装载状态、波浪载荷等影响因素作用下会产生比小型船舶更大的船体变形。高功率化导致轴系尺寸增大,轴系刚度增加,对船体变形的影响更加敏感。船体作为船舶轴系的柔性支承,大型船舶船体变形导致轴系轴承支承点处相对位置的变化,给推进轴系校中与振动带来不利影响。船体变形导致的轴系对中性失效、轴系振动加剧、艉轴变形以及轴承负荷过大等问题成为船舶与海洋工程领域研究的热点课题。本文以一艘8530TEU集装箱船为研究对象,主要做了以下研究工作:(1)在研究大型集装箱船的基础上,采用有限元法探讨了大型集装箱船全船结构有限元模型和推进轴系的建模理论以及波浪载荷计算方法,实现了全船有限元分析全过程。(2)根据船舶航行环境,选取了典型工况与极端工况,借助AQWA软件计算了波浪载荷并研究了波浪载荷自动加载方法。(3)将波浪载荷施加到船轴一体有限元模型上,计算了不同工况下推进轴系轴承支承点处的船体弹性变形。主要对规则波、不规则波和有航速、无航速下的船体变形规律进行了分析与研究。(4)介绍了船舶推进轴系振动形式与计算方法,采用ANSYS软件建立了轴系有限元模型,重点研究了船体变形、轴向力和艉管后轴承支承方式等因素对轴系自由振动的影响,施加不同的船体变形激励对轴系振动响应进行了分析。(5)介绍了轴系校中计算方法,采用ANSYS优化设计方法对轴系进行合理校中并与直线校中进行了比较,分析了船体变形对轴系校中的影响并研究了计入船体变形的轴系校中。