[01607219]船舶轴系综合试验平台

本成果属交通运输领域,涉及船舶、舰船工程和机械测试技术、水路运输管理。 大型化、专业化、智能化、安全、节能与绿色环保是世界船舶发展趋势。船舶轴系的可靠性和稳定性是船舶安全航行的重要保障。为适应船舶大型化的需求,急需解决船舶轴系优化设计理论与方法、现场实时动态监测、新型艉轴承研制和相应规范制定等问题。 ①采用力学模拟原理,通过发明液压脉动加载系统,实现了对尾轴施加轴向推力、侧推力以及扭矩等复合载荷,真实地模拟尾轴所承受的水动力负荷特性。 ②采用相似理论,研究轴系与船体耦合关系,揭示了船体横摇与横倾、局部变形和螺旋桨水动力对轴系性能的影响规律,可实现不同试验工况的模拟。 ③采用多传感器融合方法,集成光纤、压电、光感、电磁等传感技术,实时检测与分析轴系扭振、纵振、回振及其耦合振动、功率、轴心轨迹等表征轴系性能的特征参数,研制了多参数、多模式的船舶轴系性能动态测试分析系统。 1、发明了轴系液压脉动加载系统和轴系与船体耦合方法,创建了多载荷激励、多运动形式和多参数测量的船舶轴系性能试验技术,为船舶轴系失效、校中计算、轴承材料性能评定和轴系振动诊断提供了有效试验平台。 2、基于船舶轴系性能仿真模拟计算和试验数据分析,建立了水润滑橡胶艉轴承弹流润滑模型并优化了其材料性能与结构,研制了低摩擦、低噪声、长寿命的新型艉轴承,为船舶轴系减振降噪和“绿色航运”提供了关键产品。 本成果完成了6台套不同典型工况的船舶轴系性能试验台研制,承担了11家单位的艉轴承结构与材料性能评定;对吨位从0.6～30万吨的300余艘船舶进行了轴系扭矩和功率现场检测;112套船舶轴系性能计算软件被93家企业应用;低摩擦、低噪声和长寿命的新型艉轴承在100余艘船舶推广应用。获直接经济效益19188.84万元。 1. 自主设计研制的船舶轴系性能试验装置先后推广到有关单位,发展了船舶轴系的轴承磨损、校中工艺和振动分析等试验条件; 2. LH-IV钢弦轴功率现场测量仪和TorqueD船用轴扭矩和功率在线监测仪先后现场测试各类船舶约300艘,吨位从0.6～30万吨,有效评定了船舶轴系的安装质量,发现了螺旋桨与主机不匹配问题,找出了轴系振动超标的原因; 3. 船舶轴系计算系统软件先后在船舶设计、制造、营运和维修等93家企业推广应用112套,提高了工作效率和市场竞争力; 4. 所研制的船舶轴系试验装置先后为11家单位开展了轴承性能试验分析,为艉轴承研制的材料筛选、性能优化与寿命评价提供了试验数据和依据。 随着海洋运输行业的科技进步,船舶建造水平不断提升,大型化、智能化与专业化成为船舶设计技术的发展趋势。尤其近年来人类对南北极地区重要性认识提升,正积极探索船舶的极地和深远海航行技术,这对船舶运营的安全性、可靠性及舒适性提出了更高要求。 船舶轴系性能与船舶轴系的试验技术、参数检测方法和计算模拟软件的开发密切相关。随着船舶类型和航运环境的变化,船舶轴系的设计与制造技术应不断改进和深化。今后需要开发船舶轴系随船舶航行状态和通航环境变化可自动适应的检测与控制技术。当营运船舶受到风浪等外载荷变化时,能实现智能运转模式,不仅可提高船舶推进效率,而且可以减少事故和能源的消耗,是本项目技术的发展趋势和今后研发热点。 无