[发明专利]极地冰级船舶主推进调距桨装置设计方法有效
申请号: | 201811415683.1 | 申请日: | 2018-11-26 |
公开(公告)号: | CN109583076B | 公开(公告)日: | 2023-09-22 |
发明(设计)人: | 张俊武;施睿贇;李梓;周林慧;邹义;倪卫国 | 申请(专利权)人: | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 |
主分类号: | G06F30/23 | 分类号: | G06F30/23 |
代理公司: | 上海申汇专利代理有限公司 31001 | 代理人: | 王晶 |
地址: | 200031*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 极地 船舶 推进 调距桨 装置 设计 方法 | ||
1.一种极地冰级船舶主推进调距桨装置设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)根据船舶航行水域和季节性海洋环境条件、法规要求确定冰级符号;
(2)根据船舶主推进布置情况和主推进原动机选型进行推进器的初步设计和选型,确定桨叶直径、桨叶数量、螺距比、盘面比、转速基本参数;
(3)选取设计冰块厚度,结合推进器设计的基本参数,进行模拟冰冲击载荷计算;所述模拟冰冲击载荷计算的具体方法为:根据船舶主推进布置情况和主推进原动机选型进行推进器的初步设计和选型,确定桨叶直径、桨叶数量、螺距比、盘面比、转速基本参数;根据冰级要求模拟进入螺旋桨的冰块尺寸,结合推进器设计的基本参数,进行模拟冰冲击载荷计算;
(4)分析获取在冰冲击载荷下推进器叶片承受的推力、转叶扭矩、冰冲击扭矩载荷、叶片失效载荷数据;
(5)对调距桨装置的桨叶进行冰载荷计算,分析桨叶的应力分布情况,对叶根、叶梢重点部位的强度进行分析;所述桨叶进行冰载荷计算的具体方法为:根据船舶航速要求进行调距桨桨叶的水动力设计;建立调距桨桨叶的物理模型;确定合适的单元类型和网格密度,建立桨叶有限元模型;对桨叶施加约束和冰冲击载荷;进行有限元计算确定桨叶各区域的von Mises应力情况;
(6)根据桨叶应力计算结果,计算冰载荷循环次数,按照weibull分布理论和线性累积损伤理论对桨叶进行冰载荷疲劳分析;
(7)分析冰载荷通过叶根轴承部分产生的弯矩和冰载荷通过叶根轴承部分进行径向转化产生的力,并考虑桨叶转叶扭矩传递至调距机构的转叶扭矩;
(8)进行调距桨调距机构设计:包括冰载荷对调距桨调距机构的载荷传递计算、调距桨调距机构设计以及调距机构零部件的静强度和疲劳强度校核;所述调距桨调距机构设计包括叶根轴承、伺服油缸、叶根螺栓、叶根销、曲柄销、滑块、导架滑槽的尺寸设计;所述调距机构零部件静强度和疲劳强度校核包括叶根轴承、伺服油缸、叶根螺栓、叶根销、曲柄销、滑块、导架滑槽的静强度和疲劳强度校核;
(9)调距机构零部件静强度和疲劳强度分析。
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