自由拋落式救生艇推進(jìn)系統(tǒng)落水沖擊響應(yīng)可靠性計(jì)算研究.pdf

1、自由拋落式救生艇作為海洋船舶和近海設(shè)施中的緊急救生設(shè)備，已在貨船、游船、鉆井平臺(tái)等海上設(shè)施中得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)自由拋落式救生艇安全性和可靠性方面的研究已有了相當(dāng)可觀的突破，但對(duì)于救生艇入水沖擊載荷對(duì)其推進(jìn)系統(tǒng)的影響卻少有研究。然而，救生艇自高處拋落，強(qiáng)大的沖擊載荷通過艇體傳遞到救生艇的動(dòng)力系統(tǒng)，加之救生艇結(jié)構(gòu)的入水沖擊形變，可能會(huì)導(dǎo)致推進(jìn)系統(tǒng)的不可逆沖擊變形、主結(jié)構(gòu)部件損傷以及主軸承潤(rùn)滑性能惡化等后果。動(dòng)力系統(tǒng)作為實(shí)現(xiàn)

2、救生艇能量傳遞的核心部分，其安全性和可靠性無(wú)疑是生產(chǎn)設(shè)計(jì)中關(guān)注的重心之一，一旦推進(jìn)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將對(duì)救生艇造成災(zāi)難性的影響。以上問題一直沒有引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視，至今仍少有資料對(duì)自由拋落式救生艇推進(jìn)系統(tǒng)入水沖擊過程的可靠性做出具體分析。所以，研究自由拋落式救生艇入水沖擊過程對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)的影響是十分必要的。
　　本研究以某380J救生艇為研究對(duì)象，分析其自由拋落后沖擊載荷對(duì)其動(dòng)力裝置的沖擊響應(yīng)，主要工作內(nèi)容如下：
　　首先，通過

3、查閱和了解相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)救生艇入水過程的基本理論和研究方法，確定救生艇入水沖擊過程的分析方法和求解過程。通過一系列相關(guān)計(jì)算公式，描述入水沖擊過程中水面與救生艇結(jié)構(gòu)之間的流固耦合作用，并論述了能量在救生艇結(jié)構(gòu)中的傳遞過程。
　　其次，利用MSC.Dytran有限元分析程序?qū)壬У娜胨疀_擊過程進(jìn)行仿真分析。通過仿真分析得到了其入水沖擊載荷作用下的位移、應(yīng)力、速度等參數(shù)的時(shí)程變化規(guī)律。同時(shí)在得到救生艇艇體變形情況下，提取其推進(jìn)系統(tǒng)主軸

4、承所在位置處的沖擊力大小及位移量等邊界條件數(shù)據(jù)。
　　最后，基于有限元和多體動(dòng)力學(xué)方法，分別建立曲軸各部件的體單元，并提取其縮減有限元模型子結(jié)構(gòu)，通過非線性連接單元進(jìn)行連接，建立救生艇曲軸完整的多體動(dòng)力學(xué)模型。將上述提取的沖擊邊界條件作為外載施加到多體動(dòng)力學(xué)模型中，并與正常工況下的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)曲軸的扭轉(zhuǎn)位移、主軸承力、軸心軌跡等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析；同時(shí)根據(jù)曲軸的應(yīng)力計(jì)算需要，建立了曲軸的精細(xì)化有限元模型，通過應(yīng)力恢復(fù)，得到了曲軸