船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系狀態(tài)評(píng)價(jià)方法的研究.pdf

1、船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系不僅是輪機(jī)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(zhì)量明顯地增加、船體結(jié)構(gòu)變形明顯地增大，使得軸系結(jié)構(gòu)、功能、狀態(tài)都在發(fā)生變化，從而倍受關(guān)注;而且受裝載條件、航行區(qū)域海況、維護(hù)修理等使用因素的影響，有可能導(dǎo)致船舶柴油機(jī)推進(jìn)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(yán)重機(jī)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(rèn)識(shí)和

2、掌握“柴油機(jī)—軸系—螺旋槳”構(gòu)成的大型“往復(fù)—回轉(zhuǎn)”動(dòng)力系統(tǒng)服役性能與服役狀態(tài)變化。
　　本文基于試驗(yàn)?zāi)M和分析計(jì)算相結(jié)合的研究方法，開展了基于傳遞矩陣?yán)碚摰拇拜S系合理校中的理論計(jì)算方法與評(píng)價(jià)服役狀態(tài)的反求計(jì)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(jì)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(jī)推進(jìn)軸系設(shè)計(jì)安裝狀態(tài)下，軸系靜態(tài)

3、、熱態(tài)、穩(wěn)態(tài)時(shí)的線性和非線性校中理論計(jì)算與數(shù)值模擬計(jì)算的合理性，完善了船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系設(shè)計(jì)安裝狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法。
　　結(jié)合船舶實(shí)際，集成“柴油機(jī)—軸系—螺旋槳”結(jié)構(gòu)于一體，自主設(shè)計(jì)研發(fā)了船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)，并進(jìn)行了船舶軸系合理校中計(jì)算、安裝、調(diào)試。在此基礎(chǔ)上，基于電渦流位移傳感技術(shù)，在線實(shí)時(shí)采集原始位移信號(hào)，采用小波理論的小波包降噪與重構(gòu)提純方法，研究了各軸承處的軸心軌跡及其變化，進(jìn)一步揭示了船舶柴油機(jī)推進(jìn)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(shù)的船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系狀態(tài)評(píng)價(jià)方法（軸心軌跡法）。其次，基于無線遙測技術(shù)，在船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了在線實(shí)時(shí)的應(yīng)變測試，計(jì)算了軸系彎矩、扭矩、軸承負(fù)荷，可反求計(jì)算出測試狀態(tài)下的軸系力學(xué)狀態(tài)特征參數(shù)（撓度、轉(zhuǎn)角、彎矩、剪力），以及軸系動(dòng)力狀態(tài)特征參數(shù)（功率和轉(zhuǎn)速），建立了基于無線遙測彎矩的船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系狀態(tài)評(píng)價(jià)方法（反求算法）。
　　基于SRT傳感技術(shù)，在船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了

5、在線實(shí)時(shí)熱電流與轉(zhuǎn)速測試，利用IGOR PRO工具對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行頻域離散化處理，根據(jù)能量守恒定律，計(jì)算了不同軸系狀態(tài)下的基準(zhǔn)系數(shù)，提出了由單一加載方式所得的基準(zhǔn)系數(shù)對(duì)復(fù)合加載方式基準(zhǔn)系數(shù)的量化表征方法，建立了基于SRT傳感技術(shù)的船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系狀態(tài)評(píng)估方法（基準(zhǔn)系數(shù)法），并驗(yàn)證了其合理性。
　　本文基于船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)，通過采集靜態(tài)與動(dòng)態(tài)多源信息，提取出船舶柴油機(jī)推進(jìn)軸系的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)狀態(tài)特征參數(shù)，建立了包括設(shè)計(jì)