开题报告-54000t散货船螺旋桨设计计算及船机桨匹配性分析.doc

江苏科技大学毕业设计（论文）开题报告概述表学生姓名班级学号1045511143指导教师毕业设计(论文)题目54000t散货船螺旋桨设计计算及船机桨匹配性分析选题的目的和意义1839年，英国人史密斯设计制造了世界上第一艘用螺旋桨推进的蒸汽机船“阿基米德”号。1845年，英国人用相同吨位的一艘明轮船和一艘螺旋桨船进行了一场有趣的海上“拔河”比赛，结果，明轮船被螺旋桨船拖着倒退而行，实践证明，螺旋桨的效率大大超过了明轮。自此以后，螺旋桨逐渐代替了明轮，成为现代船舶推进方式的主流。随着造船业的发展，船舶的安全、节能、环保等性能日益受到重视，螺旋桨的性能设计尤为关键；而随着船舶向大型化、高速化发展，对螺旋桨的综合性能也在日益提高。现代船用螺旋桨设计必须在追求推进效率的同时,尽可能提高船舶安全性与舒适性。传统的螺旋桨理论和设计方法主要考虑推进效率,较难兼顾空泡振动等要求。对于复杂的工程设计问题,优化设计技术能够在诸多相互制约的限制条件中找到符合要求的最优方案,因此,该技术在螺旋桨设计中的应用日益受到人们的重视。另外，船舶主机作为船舶的推进动力，按照螺旋桨特性将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船舶保持一定航速。如果柴油机与螺旋桨配合不合理将导致转速上不去、航速达不到、主机超负荷等问题，严重时甚至会出现拉缸。由此可见，螺旋桨与船舶主机的匹配性能也很大程度地影响着船舶的快速性、经济性、安全性，需要对其进行匹配性分析及优化设计，以达到更好的匹配特性。通过54000t散货船螺旋桨设计计算及船机桨匹配性分析这一课题研究，能够让自己本科四年所学的知识进行的一个很好的总结，并将所学知识运用到实践中，提高自身实践素养。研究螺旋桨设计计算及船机桨匹配性分析有利于提高船舶快速性与经济性，对节约能源与提高航行速度有着重大的意义。国内外研究现状及存在的问题以前,大型螺旋桨一般都是整体铸造出来的。有时因受冶炼设备的限制,或考虑到歼片折断后易于更换而采用组合式的。但这些都是定距桨,即在使用过程中螺旋桨的螺距是不能调整的。随着科学技术的高速发展,近年来调距桨的产量日见增多。英国Stone公司目前生产四种类型的调距桨:XX型，功率达36.8MW，供高速船艇及商船用;XL型，功率达29.4MW，供商船用，它是在XK型基础上加以改进制成的;XK型桨仍保留在调距桨系列中，功率达20.6MW; XS型是较简单、经济的一种调距桨。靠舱内伺服电机操纵，功率达3.7MWe。日本中岛公司在引进了英国Stone公司技术之后，现已能生产36.8MW的XX型艇用调距桨2.2-29.4MW的XL型商船用调距桨，以及0,22-4,4MW的XS型调距桨。1988年，在我国生产的119000t及68000t级的船上也装上了国外制作的调距桨。预测不久的将来国内会在大型船舶上较普遍地采用调距桨。大连船用推进器厂已作了这方而的准备。武汉船用机械厂和武汉重型铸锻厂共同生产过中型调距桨并获得成功。苏州船用推进器厂已能小批量生产小型调距桨。国外还生产侧向推进器以及可收放式360度旋回式推进器。这些产品曾在1987年国际内河运输学术交流及技术展览会上展出，但未见用于大型船舶。螺旋桨叶片的外形，除了常见的扇形外，日本中岛等公司还推出了弯刀形(HSP)e弯刀形的主要优点在于能降低船尾震动及噪声约40%以上，延长轴系寿命，改善船员工作条件。近年来，国内也已开始生产这种螺旋桨。过去，螺旋桨与娓轴大都靠键连接。这种装配易使艇轴锥部的底部出现裂纹。在疲劳应力综合作用下，有可能使艇轴锥部靠近键处产生断裂。为了解决这一问题，现在普遍采用无键桨。无键桨不仅使安装结构有所改善，而且拆卸方便，并能防止磨蚀，尤其对于大型桨效果更明显。日本神户制钢所从19681976年间，共生产约200支无键桨。国内从70年代开始采用无键桨。现在，在中大型船舶上已普遍使用，技术上也比较成熟。从国内外螺旋桨的选材趋向来着，特殊青铜尤其是镍铝青铜因其性能优越，不易产生应力断裂、叶面不易变糙以及比重较轻等优点，完全可以代替高强度黄铜。 目前，国外有趋向采用不锈钢、被青铜及钦合金等材料生产螺旋桨，这些都是很有发展前途的合金。国内也在少数产品上开始采用。船用螺旋桨的设计研随着我国船舶航运业和国防建设的发展,传统的螺旋桨图谱设计方法,由于其局限性,设计的螺旋桨质量指标已不能满足船舶使用部门对船舶推进性能、振动水平等方面的要求,航运市场和国防建设迫切要求采用更先进的现代化手段,设计出高效率、低激振、低噪音的螺旋桨。电脑硬件容量扩充和速度的提高,计算软件多样化和可视化功能,进一步促进现代船用螺旋桨设计方法的实现和推广应用。尽管目前船用螺旋桨设计和研究已经相对成熟，但是仍有大量问题需要解决，如:从力学模型(二相流)、算法等方面寻找更精确的计算流体动力学方法;探索更合理有效的理论法，解决考虑船体影响的CFD问题，进一步考虑波浪对船舶推进影响;解决实践中的各种难题、新问题，比如吊舱式推进装置的设计;设计要考虑加工技术的发展、节能等。主要研究内容1. 收集船舶螺旋桨设计及船机桨匹配性分析的有关资料,完成现状报告；2. 估算船舶静水阻力（航速1522节）；3. 设计螺旋桨并选配主机及齿轮箱；4. 分析船机桨匹配性;5. 毕业设计总结报告。研究方法、步骤和措施等1.上网查阅英语相关词汇和短语（为外文译文做准备）；2.熟悉操作CAD，WORD等软件（为后面的制图和文件排版做准备）；3.查阅相关文件，船舶螺旋桨设计及船机桨匹配性分析的有关资料；4.总结资料和老师的意见，进行螺旋桨的初步设计和终结设计；5.初定螺旋桨直径D；6.选定