時(shí)域瞬態(tài)計(jì)算艉軸管推進(jìn)器-歐普蘭(圖)

船體變形與船舶動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)耦合問題

為了建立推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)與船體耦合的大動(dòng)力系統(tǒng)理論，對(duì)其耦合形成機(jī)理與規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的研究，需要重點(diǎn)解決如下問題：

（1） 大型船舶的大尺度效應(yīng)影響下船舶推進(jìn)裝置工作不確定性。 大型船舶由于尺寸巨大造成船體

變形大、推進(jìn)系統(tǒng)振動(dòng)強(qiáng)烈，引發(fā)諸多參數(shù)相互耦合，影響船舶航行性能，即大尺度效應(yīng)。由于大尺度效

應(yīng)作用，導(dǎo)致大型船舶推進(jìn)裝置的實(shí)際工作狀態(tài)與原始設(shè)計(jì)狀態(tài)和建造狀態(tài)不一致，其實(shí)際工作狀態(tài)

受環(huán)境影響而在一定方位內(nèi)變動(dòng)，使得實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況不一致，出現(xiàn)了工作不確定性問題。

（2） 不同海洋服役環(huán)境下船體變形和船舶運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的船舶推進(jìn)裝置-船體之間動(dòng)力學(xué)耦合。 船舶 航行在海洋環(huán)境中，海洋環(huán)境的風(fēng)、浪、流等外激載荷是隨機(jī)多變的，尤其是海洋環(huán)境外部激勵(lì)載

荷作用在船體上時(shí)，引起大型船舶的船體不均勻變形和隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，并通過船體的傳遞作用引起船舶推

進(jìn)動(dòng)力裝置過載響應(yīng)，導(dǎo)致推進(jìn)裝置關(guān)鍵部件過載而破壞，機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)超出了服役允許的范圍而不

能工作，這就提出了大型船舶推進(jìn)裝置—船體動(dòng)力學(xué)耦合性問題。

（3） 基于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拇霸O(shè)計(jì)與實(shí)際海洋服役環(huán)境條件下船舶航行性能兩者之間的船舶 推進(jìn)裝置—船體之間航行性與能效性的一致性研究。由于實(shí)驗(yàn)室的測試條件不可能復(fù)原實(shí)際的海洋航 行環(huán)境，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室測試得到的數(shù)據(jù)與船舶在海洋環(huán)境中的實(shí)際數(shù)據(jù)不一致，存在著一定的誤差，這二 者的不一致是導(dǎo)致船舶設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)船航行的航行性和能效性不一致的根本原因，如何其差異對(duì) 船舶工業(yè)的快速發(fā)展意義重大。

變形值，這種方法過于簡化和粗糙。國外部分船級(jí)社通過測量大量實(shí)船船體變形數(shù)據(jù)建立船體變形數(shù)據(jù)

庫，從而為軸系校中提供參考，這種方法在大型散貨船和油船的軸系校中計(jì)算中應(yīng)用比較廣泛。但是，由

于不同船型的軸系變形趨勢并不相同，且對(duì)所要研究的大型液化（Liquefied Natural Gas，LNG）船

缺少足夠的測量樣本，因此該方法不具可行性。有些研究者[7]通過建立機(jī)艙和艉部有限元模型來求解船體

局部變形，但結(jié)果表明船體模型的范圍和邊界條件對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大，且目前還未對(duì)適用于軸系對(duì)中船

體變形分析的艉部模型提出一個(gè)合適的邊界條件。

軸系校中方法

軸系按直線性校中

一般直接用鋼皮尺和塞尺進(jìn)行法蘭上下左右4 個(gè)點(diǎn)的

偏移δ 和曲折φ 測量，如需更加精準(zhǔn)，可安裝兩只跳動(dòng)

表進(jìn)行測量。首先在法蘭外圓對(duì)稱地裝上兩只跳動(dòng)表；然

后兩根軸共同旋轉(zhuǎn)，分別旋轉(zhuǎn)到上下左右4 個(gè)點(diǎn)時(shí)記錄跳

動(dòng)量，計(jì)算出偏移δ 和曲折φ。

各國在軸系按直線校中時(shí)，對(duì)法蘭允許偏中值曾做過較

嚴(yán)規(guī)定，起初規(guī)定允許偏中值δ ≤ 0.05mm，φ ≤ 0.05mm/m。

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)對(duì)偏中值規(guī)定如此嚴(yán)格并沒有必要，后來對(duì)

法蘭允許偏中值規(guī)定逐步放寬至δ ≤ 0.10 ～ 0.30mm，軸瓦壓力分布計(jì)算極地科考船舶，

φ ≤ 0.15 ～ 0.30mm/m。

另外，可直接通過借助光學(xué)儀器進(jìn)行直線校中，用于

進(jìn)行軸系校中的光學(xué)儀器包括光學(xué)準(zhǔn)直儀及光學(xué)投影儀。

在采用光學(xué)準(zhǔn)直儀時(shí)，直接用肉眼對(duì)目標(biāo)瞄準(zhǔn)定中；采用

光學(xué)投影儀時(shí)，目標(biāo)應(yīng)按投射出的十字線進(jìn)行定中。