大型螺旋桨的凝固过程及其缺陷形成机理的研究

本文提出采用测定温度场、水力模型模拟充填过程及研究合金热裂倾向等方法研究大型铸件凝困过程及其缺陷形成机理。实验室试验指出夹渣缺陷将使高强度铜合金大型螺旋桨产生裂纹缺陷，提出了改善铸件质量的方向，进行了部分生产试验，取得了初步成果。     

船用螺旋桨面空泡损伤

近年来观察到一些船舶的螺旋桨导边区损伤的情况。本文讨论了这种损伤的原因。根据实船调查及模型试验,认为损伤的主要原因是导边面空泡,而不是所谓“沙击”。水中沙粒仅参与了对桨表面的磨损,对损伤的影响是次要的。对于这种形式空泡剥蚀的发展过程,本文提出了一种假说。     

船用螺旋桨优化设计与参数分析

为了提高螺旋桨优化设计的质量和效率,克服传统优化设计方法依赖经验和难以获得理论上最佳设计方案的不足,以KP505桨为例,将试验设计方法、椭圆基(EBF)神经网络近似模型和遗传算法相结合,提出了基于神经网络近似模型的螺旋桨优化设计方法.用试验设计方法为神经网络近似模型的建立提供足量且高质量的训练样本,用神经网络近似模型替代面元法进行螺旋桨水动力性能计算,用遗传算法帮助设计者在设计空间内获得最佳设计方案.结果表明:该优化方法能够同时实现螺旋桨扭矩系数的降低和螺旋桨效率的提高,比面元法设计结果的解集范围更广,优化过程耗费的时间大幅度缩减.     

船用螺旋桨理论及其应用研究进展

论述了船用螺旋桨理论设计与计算研究的进展;讨论了升力面理论方法中尾涡模式函数,面元法中的随边库塔条件的数值处理,以及纳维-斯托克斯方程方法中流域计算匹配的数值方法;给出了相关理论方法在螺旋桨水动力性能黏性修正、翼剖面二相流水动力计算和新型螺旋桨叶剖面设计开发研究中的应用实例．应用计算表明,所提供的数值方法是有效的．有关螺旋桨水动力性能的黏性修正、叶剖面二相流计算和桨叶叶剖面设计等方法,对于工程应用具有参考价值．     

船用铜合金螺旋桨的检验要点分析

为了进一步明确对船用铜制螺旋桨的检验要求,保证船舶安全,考虑到国内外标准的要求及中国船级社的规范,并结合国内铜合金生产者的生产经验,列明了目前世界上主要船用铸造铜合金螺旋桨的成分设计和机械性能,分析了铜合金金相组织对螺旋桨性能的影响,阐述了对铜制螺旋桨进行无损探伤过程中的注意事项,并推荐一种对4叶组合式螺旋桨进行静平衡试验的替代方法．供验船人员对螺旋桨进行产品检验时参考．     

船用螺旋桨盘前方诱导速度计算

提出了计算船用螺旋桨盘前方诱导速度场的计算模型及方法。假定桨前方诱导速度可由三部分组成，即ｕ＝ｕＬ＋ｕｂ－ｕＦ，ｕＬ为由 Ｌｅｒｂｓ诱导因子法所计算的诱导速度；ｕＦ为由场点至桨盘处自由涡系在场点处所产生的诱导速度；ｕｂ为桨盘处附着涡在场点处所产生的诱导速度。这三部分诱导速度计算均十分简单，从而避免了由桨盘处开始向后泄向无穷远处自由涡系在场点处所产生的诱导速度计算时所必须进行的一无限数值积分，计算方法中计入了桨叶有限叶数的影响。所作实例计算与试验结果比较，吻合良好。     

基于CAESES的船用螺旋桨三维建模研究

为实现船用螺旋桨快速、准确地三维建模,本文以KP505桨为例,基于CAESES软件提出了一种快速生成螺旋桨实体模型的方法。首先以Fortran编程语言为主体,通过输入螺旋桨的几何参数求解全局坐标系下桨叶表面网格点的空间坐标,然后采用Excel对空间坐标值进行二次处理得到符合CAESES的输入文件,将文件内容输入CAESES的feature中,执行相应的操作命令生成完整的螺旋桨实体模型,最后运用CFD方法对模型的敞水性能进行计算,通过与试验结果进行比对验证建模方法的准确性。结果表明:该方法能有效提高螺旋桨的建模效率,简化设计过程。     

船用螺旋桨流固耦合振动特性分析

在船舶航行中,应避免激振力的频率与螺旋桨叶片固有频率接近而产生的共振,达到避振效果.分别使用直接耦合数值计算和瞬态激励实验方法,研究了某实桨叶片在空气中和浸入静水域中的固有流固耦合(FSI)振动特性.结果表明:数值计算与实验结果吻合较好;直接耦合法具有精度高和收敛性好的优点.根据工程实际要求,提出了螺旋桨叶片首阶振动频率的经验公式,估算精度满足要求,具有节省时间、提高效率的优点.     

圆柱形刀具侧铣船用螺旋桨原理与方法

针对船用螺旋桨设计时给出的切面型值点,采用三次均匀B样条拟合技术,得到了螺旋桨叶面和叶背的拟合曲面．针对目前螺旋桨加工中存在的加工精度和效率较低、需多次装夹、适用范围有限等缺点,在分析螺旋桨桨叶曲面特征的基础上,提出了基于圆柱形刀具二阶密切加工螺旋桨的方法．采用这种方法,工件只需一次装夹,即可完成全部表面的加工;同时由于刀具与桨叶曲面保持二阶密切,在保证加工精度的前提下可以显著提高加工效率．该法尤其适用于大盘面比螺旋桨的加工．     

船用螺旋桨敞水性能影响因素的模拟分析

以DTMB 4119螺旋桨为研究对象,应用ISIGHT软件集成型值点计算、模型建立、网格划分和仿真计算等分析模块,并引入试验设计和统计方法,分析得到螺距、拱度、纵倾角和弦长因素对螺旋桨敞水性能的影响,并且通过将模拟分析结果与实验数据对比,验证了数值计算的正确性。研究发现:螺距对螺旋桨敞水性能影响最为明显,其次为弦长、拱度和纵倾角,并且跟纵倾角的影响相比,因素间的二次项、交互项的影响更为明显。     

基于UG/Grip的船用螺旋桨三维建模关键技术

为建立精确的船用螺旋桨三维模型,采用UG/Grip二次开发技术探讨了船用螺旋桨三维建模的关键技术,实现了对桨叶叶尖、导(随)边缘过渡、防鸣音随边、根部过渡等关键部位的合理处理,建立了精确的三维螺旋桨模型.     

大型铸件凝固进程的数字模拟

本文介绍用有限差分法数字模拟大型铸件凝固进程的方法和编制通用源程序的特点。提出了计算铸件同铸型、铸型同外界的热交换和共晶合金及具有凝固温度范围的合金计算凝固率的数学模型。凝固潜热依照随时间变化的凝固率计算．型料的热性能处理为温度的函数。编制的源程序可以模拟计算可化为二维问题的各种形状的铸件及各部位同时存在不同型料的铸型．文中还对两种大型螺旋桨的模型（普通冒口和保温冒口）做模拟计算，并与实测结果进行了比较．     

不同铸造方法对船用螺旋桨毂成型质量的影响

采用ZCuAl9Fe4Ni4Mn2铝青铜合金为结构材料,研究3种不同铸造方法对船用桨毂组织性能的影响。结果表明,重力铸造桨毂窗口下方有大量氧化夹渣存在;低压铸造容易获得组织致密、性能优良的桨毂,但工序较多;离心铸造可获得较为致密的桨毂断面组织,二次氧化夹渣状况较重力铸造得到明显改善,但离心转速超过150r/min时,容易产生缩孔和缩松。     

船用螺旋桨新材料──无镍高锰铝青铜的研究

本文介绍一种新型的船用螺旋桨材料——无镍高锰铝青铜（ＺＱＡｌ １３－７－４－３－１）， 包括合金的化学成分、金相组织和性能、缓冷脆性问题的理论分析和诸因素对合金性 能的影响。并介绍了实船试验和生产应用情况。     

大型钢锭凝固过程的计算机模拟

本文分析了钢锭-锭模系统的各种边界以及浇注过程中的热交换,应用直接差分法,建立了考虑浇注过程中热交换情况的大型钢锭凝固数值模拟方法,提出采用辐射传热处理钢锭、锭模边界产生气隙后的边界条件。最后应用所编程序计算了60t钢锭的凝固温度场,计算结果表明,显式直接差分法进行凝固数值模拟,单元剖分简单,计算方便。60t钢锭的计算温度场符合钢锭的凝固趋势。     

加热工艺理论在大型船用锻件中的应用及过程质量控制

介绍了大型船用锻件加热工艺理论有关的理论计算公式,采取理论与锻造实践相结合的方法,编制了具有实用性及达到高效和低能耗的大锻件的加热规范工艺,同时还明确了锻件在实际生产过程中的质量控制措施。     

船用大型低速柴油机气动控制系统的仿真

以具有代表性的ＭＡＮ Ｂ＆Ｗ ＭＣ型柴油机操纵系统做为研究对象，以模拟器训练的实际需要出发，充分考虑到气动元件的故障特点，建立仿真模型，实现了气动控制系统的实时显示和控制，克服了轮机模拟器操作系统现有缺点。     

大型船用齿轮箱传动系统的动态耦合特性

考虑输入和输出端横向振动与系统扭转振动的耦合作用,建立大型船用齿轮箱三级齿轮传动系统横扭耦合动力学分析模型,利用基于能量的Lagrance法建立传动系统耦合动力学方程。采用Matlab软件计算了在时变啮合刚度和误差激励下的某大型船用齿轮传动系统固有特性和动态响应分析,得出系统动态良好,不存在共振现象,在工作负载下系统处于概周期振动的结论。