冰載荷下螺旋槳靜力分析及冰與槳碰撞動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、每年入冬，我國(guó)渤海和黃海北部海域均有大量海冰出現(xiàn)。船舶在結(jié)冰海區(qū)航行時(shí)，螺旋槳作為船舶最為脆弱的部分，它裸露在船尾，并且浸入水中深度較淺難以避免與冰發(fā)生相互作用，使得槳葉葉梢及葉緣等區(qū)域均遭受嚴(yán)重的損傷。因此，探討船舶螺旋槳受冰作用下的強(qiáng)度問(wèn)題，對(duì)冰區(qū)航行船舶的螺旋槳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等具有很大的工程和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文主要對(duì)冰載荷作用下螺旋槳的強(qiáng)度和冰與槳碰撞動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究?；赑ro/E建立了螺旋槳幾何模型，根據(jù)中國(guó)船

2、級(jí)社CCS規(guī)范中冰載荷的計(jì)算公式及計(jì)算工況，運(yùn)用ANSYS實(shí)現(xiàn)了冰載荷作用下螺旋槳的靜力分析，為螺旋槳受冰載荷作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供了方法支持。
　　基于文獻(xiàn)中的冰高速?zèng)_擊實(shí)例進(jìn)行了數(shù)值模擬，冰模型采用SPH方法，計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，有效地驗(yàn)證了冰的數(shù)值模型和碰撞計(jì)算方法的可行性。利用ANSYS/LS-DYNA對(duì)冰與槳碰撞進(jìn)行了數(shù)值仿真，建立了冰與槳碰撞計(jì)算模型，著重研究了槳葉與單冰塊在不同角度、不同速度、不同位

3、置碰撞，槳葉與不同半徑冰碰撞和槳葉與多冰塊同時(shí)發(fā)生碰撞下的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性，揭示以上情況下槳葉的變形、最大應(yīng)力應(yīng)變、以及碰撞過(guò)程中的碰撞力等規(guī)律，定性地得出上述因素對(duì)冰與槳碰撞的影響。
　　按照中國(guó)船級(jí)社CCS規(guī)范設(shè)計(jì)了B1冰級(jí)加強(qiáng)型螺旋槳，然后運(yùn)用同樣的方法進(jìn)行研究，主要研究了葉厚對(duì)螺旋槳受冰載荷能力的影響和葉厚對(duì)螺旋槳抗冰沖擊能力的影響，對(duì)比得出葉厚的增加提高了螺旋槳的承載能力。
　　本文的研究成果對(duì)冰區(qū)螺旋槳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)