船舶推进轴系设计优化

受船舶能效设计指数EEDI的影响,主机降功率使用已成趋势,但船舶主机加速性能显著降低,无法快速通过转速禁区的情况常有发生,对船舶安全产生严重的影响。本文阐述了通过轴系设计优化来寻求一种经济、可靠的解决方法,并用实船的扭振测量结果验证扭振计算,保证轴系扭振安全,满足船级社规范的要求。

船舶在风浪中的加速能力评估方法

针对内贸集装箱船在风浪中加速能力评估方法缺失的现状,从低速、肥大型集装箱船的特点出发,结合螺旋桨水动力特性及船舶在风浪中的加速分析,简化船舶在极端风浪中的推进工况,分析与船舶加速能力相关的关键要素,结合主机快速越过转速禁区的条件,给出船舶在风浪中的加速能力评估方法,将船舶系柱状态下在转速禁区上界的转矩余量作为第一层衡准,通过计算船舶高海况下在螺旋桨常用转速下的转矩余量作为第二层衡准,在设计阶段对船舶在风浪中的加速能力进行评估,给出计算流程,实船计算案例验证该评估可行。

CRTS Ⅱ型无砟轨道预加固植筋方案适应的升温幅度

对CRTS Ⅱ型轨道板上拱病害进行预防加固的常见措施为在每块轨道板两端分别植入销钉。为研究植筋方案对升温幅度的适应性,根据销钉抗拔抗剪试验结果,建立CRTS Ⅱ型无砟轨道-销钉锚固体系有限元模型,计算分析轨道板无初拱变形、轨道板有初拱变形和考虑窄接缝缺损三种初始状态下,轨道板垂向位移及销钉拉拔力随轨道板升温幅度的变化规律,并分析植筋数量和销钉刚度的影响。结果表明:无宽窄接缝损伤时,既有植筋方案可保障轨道系统的稳定性;考虑窄接缝完全缺损的最不利情况时,既有植筋方案适应的升温幅度约为30.9℃。增加植筋数量对锚固性能的提高效果不明显;建议销钉抗拔刚度控制在55~100 kN/mm,且尽量偏小。

重载情况下船舶及主机加速问题分析

针对目前一些船舶在恶劣海况下遇到的加速问题,以及通过转速禁区时间过长的问题,从螺旋桨匹配和主机内部设计两方面进行原因分析。围绕转速禁区功率裕度,结合相关案例,从轻螺旋桨裕度、转速禁区及MAN主机输出扭矩能力等方面入手,提出改进措施。

船舶主机快速通过转速禁区的方法及计算验证

受全球气候变暖、资源危机、贸易保护主义影响,节能降耗、转型升级、创新发展是船舶行业发展的必经之路。国际海事组织IMO推出了船舶能效设计指数EEDI并于2013年1月1日正式生效[1]。该法案的生效对于船舶主机功率点的选择产生了较大影响,运营方纷纷选择主机降功率使用以满足EEDI要求。然而主机在降功率使用的情况下,加速性能显著降低,无法快速通过转速禁区,使船舶轴系的安全性产生了巨大的隐患。该文在对转速禁区内主机加速性能下降的现象进行了理论分析,并从主机控制系统、螺旋桨设计、轴系设计等方向寻求解决方法,最后用计算结果进行验证,使船舶在安全稳定运行的同时能满足各船级社规范要求。

船舶轴系转速禁区快速通过分析

针对船舶轴系应快速通过已设定转速禁区这一船级社规范要求,以及部分船级社就此进一步要求提供转速禁区通过时间的许用值并于试航中不同工况下测量予以验证的审图意见,运用材料疲劳的相关理论分析相关规范要求及审图意见提出的技术背景,随后结合对具体项目转速禁区通过时间计算许用值与试航实测值的对比、分析,就相关的轴系设计及试航实测数据的分析、处理给出建议。

关于加速通过转速禁区时间的定量分析

针对船用低速柴油机在降功率运行的趋势下,通过转速禁区的时间过长的问题,根据船舶推进的基本原理和力学基础知识,在DNV GL船规和MAN ES相关经验的基础上,通过等效或更保守的方式对加速通过转速禁区的时间进行了定量分析。分析结果为:当加速时间小于根据中间轴扭振应力余量计算得到的许可时间时,可认为项目能满足船级社规范要求;当评估的加速时间大于许可时间时,可采用增加功率裕度以缩短加速时间,提高中间轴扭振应力余量以增加许可时间,或二者结合的方式修改方案;对功率裕度较低的项目,即便可以单纯通过提高中间轴扭振应力余量的方式增加许可时间使项目满足船级社规范要求,但加速时间长这一现象还是真实存在的,在这种情况下还是应尽量采用提高功率裕度的方式修改方案。