船舶推进轴系动载荷评估技术研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong514
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
船舶推进轴系作为船舶的主要推进装置,是船舶动力系统中的重要组成部分。轴系轴承动载荷作为反映轴系运行状态的重要参数,蕴含着轴系的运行状态信息,对轴承动载荷的研究十分重要。但轴承与不断旋转的轴相接触,且安装在轴承支座内部,加大了对轴承动载荷测量的难度,考虑到以上这些复杂且难以处理的直接动态测量的问题,本文以推进轴系试验台架为研究对象,并对轴系试验台架进行动力学建模,然后对模型进行模态分析和谐响应分析,同时在轴系试验台架上搭建轴系测试系统,通过较容易测量的轴承加速度响应以及轴心轨迹等数据来计算轴承动载荷,并将通过试验得到的数据与仿真数据进行了对比,证明了该轴承动载荷评估方法的可行性和准确性。本文主要的研究内容和成果如下:(1)对船舶推进轴系试验台架进行三维建模,导入到有限元仿真软件后进行模态分析得到轴系各阶模态响应及其振型,对轴系模型进行动力学谐响应分析,得到了多种转速以及加载工况下的轴承动载荷以及轴承的振动加速度响应等数据,并对得到的数据进行了分析。(2)对船舶推进轴系试验台架组建轴系测试系统,并通过LabVIEWTM编写测试程序,对各转速以及加载工况下的轴承的振动加速度、转轴转速、靠近轴承座处转轴上测点的横向振动位移与垂向振动位移等参数进行了测量。(3)对试验测量得到的加速度响应数据处理后,与仿真中同一测点处得到的加速度响应数据进行比较,验证了仿真模型的准确性。同时通过高通滤波的时域积分算法对试验下采集到的轴承振动加速度信号进行两次积分,得到运行状态下轴承振动位移信号,乘以刚度系数后得到轴承动载荷,将载荷数据与仿真对比,误差均小于17%,证明了通过该方法对轴承载荷评估的可行性和准确性。(4)对试验采集到的电涡流信号进行处理并合成轴心轨迹,得到各工况下的轴心轨迹图以及偏心距,同时通过离心力、转轴弹力等参数计算得到由转轴施加给轴承的动态载荷,并与仿真计算得到的动态载荷进行比较,误差均小于15%,证明了该方法的可行性以及计算得到的轴承动载荷的准确性。
其他文献
现今已有许多城市运用车路协同等智能交通技术手段,布设城市交通大数据平台来进行城市交通的规划与管理,实现跨区域、跨平台的数据资源共享,打造出完善的交通信息服务体系。目前我国诸多大中型城市都布设有道路交通检测器,并在此基础上运用多源异构检测器的融合结果实现交通状况感知与控制辅助城市交通管理。然而,通过获取道路交通检测器检测结果以进行城市交通管理的手段还存在多源检测器数值不统一、交通检测数据分布密度无法
学位
停车控制交叉口(非信号控制交叉口中的一种)车辆驾驶安全是道路交通安全的重要组成部分,其在智能运输系统管理和控制及智能网联车(CAV)等新兴领域中至关重要。前人的研究多基于主观观测统计分析停车控制交叉口处的车辆驾驶行为,但由于数据及技术限制尚未明确或客观定义和分析停车控制交叉口车辆驾驶行为。轨迹挖掘技术和机器学习技术可以帮助道路安全从业人员了解停车控制交叉口车辆驾驶行为的动态模式。本文旨在通过车辆轨
学位
水润滑尾管轴承是船舶推进系统的重要组成部件,其可靠性、耐磨性和稳定性直接影响船舶航行安全。高聚物材料发展迅速,已大量应用于船舶水润滑尾管轴承制造。然而,高聚物材料在极端运行工况下,摩擦副发生润滑不良的状况,出现严重的摩擦磨损现象,诱导产生显著的振动噪声,在揭示相关的机理并探求解决方案方面仍需开展大量研究。本文聚焦于水润滑高聚物材料尾轴承的摩擦诱导振动噪声行为研究,使用石墨烯纳米片改性高密度聚乙烯复
学位
高速公路合流区是高速公路的瓶颈。通常,在高速公路合流区,匝道车辆驶入加速车道进行加速,同时寻找可接受的间隙换道汇入主道。匝道车辆的换道合流操作会引发合流区主线车辆频繁的换道和让行,从而导致主线车辆速度降低。在高流量情况下,匝道车辆的换道合流行为甚至会产生交通流振荡,从而导致合流区通行效率降低、燃油消耗增加,甚至追尾碰撞等安全事故。自动驾驶与车路协同技术的发展为车辆精细化协同控制提供了可能。在智能网
学位
船舶水润滑轴承作为推进系统的关键部件,因其以水为工作介质而具有绿色环保、安全性高、节省资源和结构简单等优势。但长江水域中泥沙颗粒问题突出,在航行中还存在着热老化严重等问题,这些因素都会导致水润滑轴承材料出现严重的摩擦磨损。长江水域这一特殊环境要求水润滑轴承材料不仅要满足摩擦磨损性能,还应具备良好的耐泥沙性能和耐热老化性能要求。因此,揭示水润滑轴承材料在泥沙工况和热老化工况的摩擦磨损机理,对水润滑轴
学位
液晶是指处于各向同性的液体和具有晶体结构的固体之间的中间相物质,因此它既具有流动性,同时又具有分子的长程有序结构。除了在光学显示方面的重要应用,液晶也被认为是潜在的润滑材料,因为在摩擦过程中,液晶分子能够在摩擦副的近表面形成有序排列的润滑层。在过去的30年里,人们对于液晶材料作为润滑剂开展了大量的研究。其中研究最为广泛的是一种向列型液晶5CB(4-戊基-4’-氰基联苯),其在摩擦过程中的分子有序排
学位
随着我国经济社会的迅猛发展和城镇化建设的不断推进,我国城市规模持续扩张,机动车保有量不断提高。然而,我国在城市交通与土地利用规划方面长期以来都处于脱节的状态,城市综合交通基础设施配置与土地利用形态之间存在大量不协调的问题,尤其体现在区域土地的高密度开发与低承载能力交通系统之间的及区域高承载力交通设施供给与低效土地利用的不协调等方面。实现城市交通与土地利用一体化规划的前提是要理清城市交通与土地利用之
学位
近年来,随着计算机、网络、通信等技术的飞速发展,为水路交通信息化发展奠定了重要基础。航道基础设施是保障水路交通畅通、平安、高效的重要前提,其运行状态的智能监测与预警是交通新基建领域的研究热点。以航标为代表的内河助航设施,标识了内河船舶可航水域边界;随着船岸协同的智能航运发展,其重要性不言而喻。然而,内河航标运行环境复杂,其运动特征受风、浪、流、船舶等多因素影响;航标倾覆、故障、移位、丢失等现象屡见
学位
主动交通安全管理系统通过实时监控交通状态,识别不安全的交通状态并实施适当的干预措施来降低道路碰撞事故发生的可能。道路实时碰撞风险预测作为其中的关键步骤之一,能够使用实时的交通流状态来预测特定的路段在非常短的时间窗内发生碰撞事故的可能性。传统的道路实时碰撞风险预测的研究多以高速公路或者城市快速路上的追尾碰撞为研究对象,基于特定地点的真实碰撞记录和一定时间片段内聚合后的流量数据,并使用分类或回归模型达
学位
近年来随着航道智能化、信息化的发展建设,内河航标作为保障船舶安全通航的助航设施之一,扮演着不可或缺的角色。由于航标的配设环境会受到强风暴雨等其他恶劣因素影响,甚至存在过往船舶碰撞的隐患,导致航标工作状态发生变化。针对航标状态改变时的属性数据特征以及环境数据特征,本文构建状态识别模型,实现其工作状态的准确研判,为管理部门提供合理的参考依据。本文选取内河航标运行状态为研究对象,分析航标失常状态类型及其
学位