[发明专利]匹配船体的侧推封盖系统优化设计方法

说明书

本发明涉及一种匹配船体的侧推封盖系统优化设计方法，包括传动机构运动学优化设计和载荷计算设计方法，具体步骤为：一、传动机构运动学优化设计，第一步：建立局部坐标系与全局坐标系，第二步：建立连杆机构O₂ABO₃，含ABC的运动学方程式，第三步：建立连杆机构O₂DFO₁运动学方程式，第四步：建立连杆机构O₃EGO₄运动学方程式，二、传动机构载荷计算方法设计，第一步：整体受力分析，第二步：连杆机构受力分析，求解得到油缸作用力F_PC；杆件内力F_DF、F_FD、F_A、F_B、F_GE、F_EG及其方向角度。采用本发明的设计方法，可快速根据侧推管隧直径、侧推装置占用空间、船体线型等条件优化得到合适的机构形式。

技术领域

本发明涉及一种船舶动力推进系统，尤其是一种船舶侧推装置中的侧推封盖系统的设计方法。

背景技术

对于配置侧推装置的船舶，在航行时侧推孔产生的流噪声、气泡和阻力将不同程度地影响到母船的航行环境。对于科考勘察类船舶来说，流噪声、气泡将影响声学设备测量精度；对于运输类船舶来说，阻力将增加油耗。最有效、最直接的解决方法就是在侧推孔处安装侧推封盖系统，正常航行时实现侧推孔封闭，从而减少水流在该处产生的流噪声、气泡及阻力。

目前国内外市场上的侧推封盖系统存在许多不足，主要有：

1、侧推封盖系统封盖板采用平板形式，关闭后侧推孔依然存在不同程度凹坑，降噪和减阻效果大大降低；

2、侧推封盖系统过于模块化，导致设备横向宽度较大，仅适用于船艏型线较宽的新造船。对于船艏型线较窄的新造船和舱内设备已经布置齐全的改造船，侧推管隧横向船体结构空间紧凑或者可利用的侧推舱布置空间狭小，则无法安装与之匹配的侧推封盖系统。

造成以上不足的主要原因在于缺乏与船体匹配的优化设计方法，进而影响了产品性能。

发明内容

本发明的目的是采用一种匹配船体的侧推封盖系统优化设计方法，实现侧推封盖系统与船体匹配设计，提高其降噪减阻的效果；对于新造船，该方法可以直接根据侧推管隧直径、船体线型、侧推装置参数完成转动中心布置、封盖板与传动机构设计；对于旧船改造或者后续加装，该方法可以根据侧推管隧直径、侧推螺旋桨占用空间、船体线型等参数完成与之匹配的转动中心布置、封盖板设计与传动机构设计；这一优化方法，可以有助于提高侧推封盖系统针对性和匹配性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种匹配船体的侧推封盖系统优化设计方法，包括传动机构运动学优化设计和载荷计算设计方法，具体步骤如下：

一、传动机构运动学优化设计

第一步：建立局部坐标系与全局坐标系

以O₂为中心、O₂O₃为坐标轴建立局部坐标系X₂O₂Y₂；以O₂为中心、O₁O₂为坐标轴建立局部坐标系X₁O₂Y₁；以O₃为中心、O₃O₄为坐标轴建立局部坐标系X₃O₃Y₃；以O₂为中心、以管隧筒体轴线为坐标轴，建立全局坐标系XOY；传动机构运动学参照坐标系如下：

1)基于局部坐标系X₂O₂Y₂，建立连杆机构O₂ABO₃，含ABC的运动学方程式；