1. 研究目的与意义(文献综述)
1目的及意义
2019年的《政府工作报告》提出:要大力发展蓝色经济,保护海洋环境,建设海洋强国。海洋强国是指在开发海洋、利用海洋、保护海洋、管控海洋方面拥有强大综合实力的国家。古人云:工欲善其事,必先利其器。如果我们想在开发、利用、保护、管控海洋方面增大话语权,那我们首先需要有先进的海洋开拓者----船舶。而曲轴,则是船舶中最为重要的运动件。
曲轴是船舶主机中价格最为昂贵的也是极其重要的零部件,其制造成本大致占整机的10%。曲轴是整条船动力的保证,它将各个气缸往复运动所做的功汇集起来,然后以回转运动的形式输出给传动轴,带动螺旋桨给整条船提供动力。曲轴工作环境恶劣,它承受着气缸内气体作用力、往复惯性力、和旋转惯性力引起的周期性变化的弯曲和扭转负荷,还可能承受横向振动、扭转振动引起的附加应力。由于曲轴形状复杂,特别是多曲拐曲轴弯头多,存在着严重的应力集中现象,轴颈与曲臂的过度圆角处、油孔边缘等部位的交变应力很高,容易产生疲劳破坏。并且曲轴的破损还可能引起柴油机的其它零件的故障甚至损坏,因此如何保证曲轴的疲劳强度就成为了曲轴设计的关键。
而且如今曲轴应用十分广泛,从运货的大型集装箱船、大型散货船、巨型油轮,到承载数千人用于娱乐的邮轮,再到用于军事行动的特种舰船,这些船舶执行各自的任务时的动力的转换都离不开可靠性高、换向性好的曲轴。
2. 研究的基本内容与方案
2研究的基本内容
2.1研究目标
本课题的研究目标是使用曲轴疲劳强度校核(IACS)对6L32/40柴油机曲轴的强度进行分析研究。 该校核方法是依据最大应变能量强度理论,计算名义交变弯曲应力和名义交变扭转应力,再乘以有限元方法计算所得的应力集中系数,再按照该强度理论合成为一当量交变应力,然后与材料的疲劳强度值比较,以判断曲轴尺寸是否足够。
2.2研究内容
曲轴是船舶动力的的保障,它将各个气缸往复运动所做功汇集,然后以回转运动的形式输出给传动轴。本课题以6L32/40柴油机的轴系为研究对象,绘制其CAD图和三维模型,对该示功图进行分析和计算。根据曲轴疲劳强度校核(IACS)计算原则,结合有限元法对曲轴强度计算分析,如曲轴压应力、弯曲应力、扭转应力计算,应力集中系数计算等。
3 关键技术及技术路线
3. 研究计划与安排
4进度安排
第1-2周:完成英文翻译;
第3周:完成文献综述、开题报告;
第4周:曲轴cad图绘制;
4. 参考文献(12篇以上)
5参考文献
[1] 周龙保.内燃机学(第三版).北京:机械工业出版社,2011.4
[2] 陈大荣.船舶内燃机设计.北京:国防工业出版社,1995.10
[3] 中国船级社.钢质海船入级规范(2018综合文本).北京:人民交通出版社,2018.1
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