舰船柴油机曲轴轴系多体动力学仿真

柴油主机是舰船动力推进系统中的重要组成部分,对柴油主机的曲轴轴系进行多体动力学仿真分析可以精确求解轴系的动态和静态响应,对优化船舶柴油主机的性能和结构有重要的价值。本文系统介绍多体动力学理论,建立船舶柴油机曲轴轴系的动力学分析模型,并结合有限元分析软件Ansys方法对曲轴轴系的强度进行计算和仿真分析。     

发动机曲轴轴系多柔体动力学仿真及应力应变分析

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,并结合有限元分析技术,使用UG（Unigraphic）和ADAMS（Automatic Dy-namic Analysis of Mechanical Systems）建立了发动机曲轴轴系的动力学仿真模型;对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,得到发动机在一个发火周期内的曲柄销法向力和切向力等动态载荷,为下一步机体振动噪音特性研究提供可靠的边界条件;并从曲轴所受的载荷中找出3个载荷比较大的时刻,计算得到了其相应时刻的应力和应变分布规律,找出了曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态疲劳分析提供数据,为曲轴的优化设计提供参考.     

基于ADAMS的柴油机曲轴仿真分析

为研究柴油机曲轴在正常工况下载荷的变化规律,建立柴油机曲轴轴系动力学仿真模型,并通过曲轴的模态分析得到曲轴的柔性体模型,通过试验测量瞬时转速与仿真结果对比,验证仿真模型的准确性,在此基础上对柴油机曲轴进行模拟仿真分析,得到曲轴载荷变化的一些规律。     

船舶柴油机曲轴三维实体动力学仿真

曲轴是船舶柴油机的重要组成部件,通常对曲轴的研究是在静力学基础上对曲轴的应力等进行分析,有一定的局限性。本文以6E300DC型号的船用柴油机曲轴为例,采用CAXA软件进行三维实体建模,并导入ADAMS中进行仿真研究,通过添加约束、载荷,对曲轴进行动力学仿真计算,其研究结果对柴油机曲轴的动态性能及优化设计有一定的参考价值。     

基于ADAMS的G6400ZC型柴油机的曲轴-连杆-活塞运动学和动力学仿真

运用UG／ADAMs软件对G6400ZC型柴油机的主要运动部件进行运动学和动力学仿真,通过仿真得到主要运动部件的运动学和动力学特性,仿真结果和理论计算结果吻合。由此可以得出,通过计算机模拟仿真的手段对柴油机的运动过程、受力情况进行分析是切实可行的。     

水下自航体水下弹道多学科耦合仿真分析

建立了一个水下自航体的联合仿真分析模型,该模型同时考虑了系统中的螺旋桨和舵机系统动力学特性、控制系统特性和流体动力学特性及其相互耦合的特性。利用此模型对水下自航体水下弹道进行了计算,计算结果与实航试验结果比较表明多学科耦合仿真分析的结果能真实的反应了水下自航体运动的情况。     

6L21/31型船用中速柴油机动力学仿真及曲轴应力分析

针对个别6L21/31型船用中速柴油机曲轴某些部位出现裂纹的情况,基于虚拟样机技术建立该型柴油机曲柄-连杆机构的多刚体虚拟样机模型,对该型柴油机进行动力学特性分析。借助有限元软件对曲轴进行柔性化处理,建立该型柴油机曲柄-连杆机构刚-柔混合的样机模型,完成了曲轴动应力分析,获得了曲轴的最大应力值及位置,为曲轴的改进优化提供依据。     

柴油机配气机构动力学仿真与分析

利用ADAMS／Engine建立4120SG柴油机配气系统动力学模型,对模型进行运动学仿真,分析配气机构主要运动件间的作用力,凸轮形线在过渡阶段的加速度特性对整个配气机构的受力影响较大,配气机构中各种接触力具有冲击力特征,对柴油机振动影响较大,通过对比摇臂座处的实测振动数据与仿真作用力的频谱图,验证了仿真结果的正确性,说明了配气机构是柴油机0．5谐次振动分量的主要激励源之一,为预测柴油机振动提供精确的边界条件。     

基于有限元方法的16PA6STC柴油机曲轴疲劳强度分析

针对曲轴处于多轴应力循环状态,以16PA6STC型柴油机曲轴为研究对象,采用PATRAN有限元分析方法对曲轴进行柔性处理,在ADAMS中建立刚-柔性体结合的曲轴连杆机构的动力学模型,并进行多体动力学仿真分析,利用FATIGUE疲劳分析软件,对曲轴在额定工况下进行疲劳强度分析.     

船舶柴油机曲轴动态强度分析

为准确分析二冲程船舶柴油机工作时曲轴的动态特性,结合Pro/E 3D软件和ANSYS软件对船舶柴油机曲轴、轴承、活塞、连杆等部件进行三维实体有限元建模,采用子结构法对其进行结构缩减,并将结果文件导入EXCITE软件中,建立整个船舶柴油机的轴系非线性多体动力学模型。采用该模型对曲轴进行一个循环的多体动力学计算。将计算结果恢复到曲轴实体有限元精细模型,进行正常工况下曲轴在一个循环内的动应力计算。结果表明,与单体曲轴强度分析方法相比,采用非线性多体动力学方法可获得更接近实际的曲轴载荷的边界条件,提高了船舶柴油机曲轴动态特性计算精度。     

船舶异步负载特性的模拟

现代民用船舶的大多数动力负载由交流异步电动机驱动,因此,对其负载阻力机械特性的研究很有必要。本文介绍一种采用集成函数运算电路及外围电路、异步电动机——直流发电机组等构成的异步负载阻力机械特性模拟装置     

舰船永磁同步推进电机负载仿真控制器的存储器扩展技术

大容量永磁同步电动机(PMSM)因其具有良好的性能在舰船电力推进领域得到愈来愈广泛的应用,因此,开发驱动电机负载特性仿真控制器的研究成为热点。本文在分析80C196KC单片机存储空间分配和4种总线方式的基础上,结合负载仿真控制器的系统应用,给出了相应扩展方法的地址定位表及控制电路,实验结论很好地验证了设计的正确性。     

永磁接触器动态特性仿真分析

提出了一种适用于永磁接触器合分闸过程的动态仿真分析方法,利用Matlab语言的Simulink功能建立了动态仿真模型,该模型主要包括根据电压平衡方程和达朗贝尔机械运动方程建立的电压平衡子模型和机械运动子模型。位移、磁链和电流之间的非线性关系先由有限元方法求得,用于仿真计算中已知位移和磁链时电流的查表计算,可大大提高仿真速度和精度。通过样机的试验数据,验证了仿真模型的正确性。     

基于CFD方法的6500TEU集装箱船舵空泡腐蚀数值模拟研究

舵的空泡腐蚀研究在船型优化设计和新船型开发中具有重要意义。文章以6 500 TEU集装箱船的NACA0021舵为研究对象,通过对船、桨、舵整体三维建模,运用CFD方法在3D计算域下对舵的非定常空化现象进行数值模拟,得到了与试验比较一致的结果。同时还对改善舵空蚀现象的措施进行了分析。研究表明,通过整体建模的数值模拟方法对舵空泡性能进行预测研究,其结果是合理可信的。     

海上新型组合隔水导管抗冰极限承载力分析

为了提高海上钻井隔水导管抗冰承载能力,提出一种组合式钻井隔水导管,基于弹塑性力学基本理论,利用有限元分析软件ANSYS建立组合结构极限承载力计算模型,对不同组合方式的隔水导管结构抗冰极限承载力进行对比分析.结果表明,组合隔水导管结构相比单层隔水导管结构抗冰极限承载力提高幅度可达40％以上.