艉軸架載荷與強(qiáng)度分析.pdf

1、近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)于艉軸架的研究主要集中在艉軸架的加工、安裝工藝及振動(dòng)特性上，能夠有效的避免艉軸架系統(tǒng)的共振問題。但是，對(duì)于艉軸架屈服強(qiáng)度的研究還停留在上個(gè)世紀(jì)90年代。對(duì)于艉軸架疲勞強(qiáng)度的研究還處于空白狀態(tài)。本文以某大型艦船為算例，對(duì)艉軸架受到的載荷及其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)艉軸架的結(jié)構(gòu)形式和工作環(huán)境，分析總結(jié)了艉軸架受到的外載。艉軸架發(fā)生屈服破壞的外載為螺旋槳斷葉受到的不平衡力（離心力和偏心推力）或

2、使艉軸折斷的外力。對(duì)艉軸架造成疲勞損傷的外載有三種：螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)引起螺旋槳激振力；在波浪中航行時(shí)船殼受到的波浪載荷（包括水動(dòng)壓力和艉軸架系統(tǒng)慣性力）；艉軸架自身運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化引起變化的局部疲勞水動(dòng)力。推導(dǎo)局部疲勞水動(dòng)力計(jì)算公式并采用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent作輔助計(jì)算。⑵總結(jié)了計(jì)算艉軸架屈服應(yīng)力的傳統(tǒng)靜力學(xué)方法，并指出規(guī)范方法的缺點(diǎn)，分析了造成計(jì)算失準(zhǔn)的原因，并針對(duì)剛度因素，利用有限元方法計(jì)算結(jié)果與規(guī)范方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比論證。⑶研究

3、并解決了計(jì)算艉軸架疲勞損傷的各種技術(shù)難題。根據(jù)各載荷特點(diǎn)，把它們分成高頻和低頻。高頻載荷為螺旋槳激振力，低頻載荷為波浪載荷與局部疲勞水動(dòng)力，先分別研究?jī)烧邌为?dú)作用下的艉軸架損傷。合理利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算螺旋槳激振力，并用利用Patran軟件對(duì)艉軸架作動(dòng)力分析獲得應(yīng)力時(shí)歷，從而計(jì)算激振力作用下的艉軸架疲勞損傷。研究了低頻載荷作用下，艉軸架疲勞損傷的時(shí)域計(jì)算方法。詳細(xì)說明了不規(guī)則波下，波浪載荷與局部疲勞水動(dòng)力聯(lián)合作用下的艉軸架應(yīng)力時(shí)歷獲得方法和