船舶柴油機推進軸系狀態(tài)評價方法的研究.pdf

1、船舶柴油機推進軸系不僅是輪機重要的組成部分，而且是船舶安全與正常航行的重要保障。隨著船舶大型、高效、智慧方向發(fā)展，不僅螺旋槳的尺寸和質量明顯地增加、船體結構變形明顯地增大，使得軸系結構、功能、狀態(tài)都在發(fā)生變化，從而倍受關注;而且受裝載條件、航行區(qū)域海況、維護修理等使用因素的影響，有可能導致船舶柴油機推進軸系狀態(tài)發(fā)生畸變、尾軸承過度磨損、甚至發(fā)生軸系疲勞斷裂等嚴重機損事故，危及船舶安全與正常航行。因此，從全壽命周期的角度，有必要深入認識和

2、掌握“柴油機—軸系—螺旋槳”構成的大型“往復—回轉”動力系統(tǒng)服役性能與服役狀態(tài)變化。
　　本文基于試驗模擬和分析計算相結合的研究方法，開展了基于傳遞矩陣理論的船舶軸系合理校中的理論計算方法與評價服役狀態(tài)的反求計算方法的研究，建立了基于有限元方法的船舶軸系合理校中數(shù)值模擬的計算模型，利用ANSYS和MATLAB工具，分析并研究了118000DWT、110000DWT、57300DWT三種典型船舶柴油機推進軸系設計安裝狀態(tài)下，軸系靜態(tài)

3、、熱態(tài)、穩(wěn)態(tài)時的線性和非線性校中理論計算與數(shù)值模擬計算的合理性，完善了船舶柴油機推進軸系設計安裝狀態(tài)的評價方法。
　　結合船舶實際，集成“柴油機—軸系—螺旋槳”結構于一體，自主設計研發(fā)了船舶柴油機推進軸系試驗臺，并進行了船舶軸系合理校中計算、安裝、調試。在此基礎上，基于電渦流位移傳感技術，在線實時采集原始位移信號，采用小波理論的小波包降噪與重構提純方法，研究了各軸承處的軸心軌跡及其變化，進一步揭示了船舶柴油機推進軸系狀態(tài)特征及其演

4、變規(guī)律，建立了基于電渦流位移監(jiān)測技術的船舶柴油機推進軸系狀態(tài)評價方法（軸心軌跡法）。其次，基于無線遙測技術，在船舶柴油機推進軸系試驗臺上進行了在線實時的應變測試，計算了軸系彎矩、扭矩、軸承負荷，可反求計算出測試狀態(tài)下的軸系力學狀態(tài)特征參數(shù)（撓度、轉角、彎矩、剪力），以及軸系動力狀態(tài)特征參數(shù)（功率和轉速），建立了基于無線遙測彎矩的船舶柴油機推進軸系狀態(tài)評價方法（反求算法）。
　　基于SRT傳感技術，在船舶柴油機推進軸系試驗臺上進行了

5、在線實時熱電流與轉速測試，利用IGOR PRO工具對原始信號進行頻域離散化處理，根據能量守恒定律，計算了不同軸系狀態(tài)下的基準系數(shù)，提出了由單一加載方式所得的基準系數(shù)對復合加載方式基準系數(shù)的量化表征方法，建立了基于SRT傳感技術的船舶柴油機推進軸系狀態(tài)評估方法（基準系數(shù)法），并驗證了其合理性。
　　本文基于船舶柴油機推進軸系狀態(tài)監(jiān)控技術，通過采集靜態(tài)與動態(tài)多源信息，提取出船舶柴油機推進軸系的靜力學和動力學狀態(tài)特征參數(shù)，建立了包括設計