[发明专利]考虑轴承因素的船舶推进轴系校中迭代计算方法

说明书

本发明公开了一种考虑轴承因素的船舶推进轴系校中迭代计算方法，包括：S1，对轴段进行离散化并给出尾轴承等效支点的初始位置值Z⁽⁰⁾；S2，利用三弯矩法对轴系进行校中计算获得尾轴承处轴颈转角；S3，利用尾轴承等效支点计算公式，轴颈转角代入计算得到新的等效支点位置值；S4，当新的等效支点位置值不满足收敛条件时，将Z^(k)和Z^(k‑1)二者的平均值作为新的等效支点位置值，以下次计算尾轴承处轴颈转角的依据，并返回执行步骤S2；S5，当新的等效支点位置值满足收敛条件时，将Z^(k)代入三弯矩法计算得到最终的校中计算结果。本发明提出的船舶推进轴系校中迭代计算方法，可精确确定尾轴承的等效支点位置值。

技术领域

本发明涉及轴系校中技术领域，尤其涉及一种考虑轴承因素的船舶推进轴系校中迭代计算方法。

背景技术

推进轴系校中是轴系设计、安装的重要组成部分，轴系校中质量的优劣，对保障轴系及主机的正常运转，以及对减少船体振动有着重要的影响。生产实践证明，校中质量不好的轴系，其运转时则会造成尾轴管轴承迅速磨损甚至烧坏，尾管密封元件异常磨损而导致泄漏，造成主机曲轴的臂距差超过允许的范围，破坏减速齿轮的正常啮合和轴承的正常工作，以及引起船体振动。

由于螺旋桨的悬臂作用，靠近螺旋桨的尾管轴承承担的载荷较大，因此尾管轴承支承模型是关注的重点。校中计算中，水润滑型尾管后轴承的等效支点位置通常参考对铁梨木轴承的规定进行选取，尾管前轴承的支点位置通常取其中点，这种处理方法是否合理，值得深入分析。

轴系校中计算常使用的方法有三种：有限元法、传递矩阵法以及三弯矩法。随着许多新材料的应用使得轴承的内衬弹性模量发生变化，同时现代船舶不断朝着大吨位发展的趋势，使得轴承的长径比不断增大等情况的发生，使得校中环境更加复杂。但现有的轴系校中方法如三弯矩法却没有考虑到船舶轴承的这些发展变化，而ANSYS有限元法虽然考虑了这些因素的变化，但其计算过程复杂，建模、网格划分等过程依赖使用者的经验，使得该方法的可重复性比较差，因此现有校中结果是否准确比较值得商榷。因此有必要寻找新的支点计算方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种考虑轴承因素的船舶推进轴系校中迭代计算方法，旨在精确确定尾轴承的等效支点位置值。

为实现上述目的，本发明提供一种考虑轴承因素的船舶推进轴系校中迭代计算方法，包括以下步骤：

S1，对轴段进行离散化并给出尾轴承等效支点的初始位置值Z⁽⁰⁾；

S2，利用三弯矩法对轴系进行校中计算获得尾轴承处轴颈转角；

S3，利用尾轴承等效支点计算公式，将上步所得的轴颈转角代入，计算得到新的等效支点位置值Z^(k)，k为迭代次数；

S4，当计算得到新的等效支点位置值Z^(k)与迭代前的等效支点位置值Z^(k-1)之间差值大于预设差值时，将Z^(k)和Z^(k-1)二者的平均值作为新的等效支点位置值，以下次计算尾轴承处轴颈转角的依据，并返回执行步骤S2；

S5，当计算得到新的等效支点位置值Z^(k)与迭代前的等效支点位置值Z^(k-1)之间差值小于或等于预设差值时，即迭代收敛满足预设条件，将Z^(k)代入三弯矩法计算得到最终的校中计算结果。

优选地，步骤S1中，Z⁽⁰⁾的取值范围为(1/4～1/3)L，其中L为尾轴承长度。

优选地，步骤S3中，计算得到新的等效支点位置值Z^(k)时，根据轴颈转角、弹性模量和长径比计算得到。