调距桨桨毂结构分析及叶根螺栓联接件强度改进

舰船调距浆浆毂为一曲柄-滑块机构,浆毂油缸内活塞的直线运动通过导架,滑槽内的滑块带动曲柄盘旋转,曲柄盘与浆叶叶根法兰用螺栓联接,从而使桨叶转动以达到调节浆叶螺距的目的.浆毂既是推进功率的承载部件,又是调距的最终执行机构,因此成为调距浆装置的重要设计部件.本文对舰船调距浆浆毂结构在非工作状态,以及工作在匀速转动,承受桨叶推力、扭力、水动力扭矩、螺栓预紧力的设计工况进行有限元分析.考虑浆毂部件的几何结构以及零件之间的装配接触关系,编制APDL参数化设计程序,采用软件ANSYS11.0对桨毂部件整体及零件进行有限元分析,研究了浆毂中各零件相互作用下的应力大小及分布,并对叶根螺栓联接件的强度失效进行了局部区域的结构改进设计.     

调距桨桨毂结构分析及叶根螺栓联接件强度改进

舰船调距桨浆毂为一曲柄—滑块机构,桨毂油缸内活塞的直线运动通过导架,滑槽内的滑块带动曲柄盘旋转,曲柄盘与浆叶叶根法兰用螺栓联接,从而使桨叶转动以达到调节桨叶螺距的目的。桨毂既是推进功率的承载部件,又是调距的最终执行机构,因此成为调距桨装置的重要设计部件。本文对舰船调距浆桨毂结构在非工作状态,以及工作在匀速转动,承受桨叶推力、扭力、水动力扭矩、螺栓预紧力的设计工况进行有限元分析。考虑桨毂部件的几何结构以及零件之间的装配接触关系,编制APDL参数化设计程序,采用软件ANSYS11．0对桨毂部件整体及零件进行有限元分析,研究了桨毂中各零件相互作用下的应力大小及分布,并对叶根螺栓联接件的强度失效进行了局部区域的结构改进设计。     

热处理对Inconel718合金组织及力学性能的影响

针对Inconel 718合金的不同用途,分析研究了4种常用热处理工艺对Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶温度超过1020℃时,奥氏体晶粒显著长大。合金中主要析出相有MC、δ、γ’和γ″相。δ相沿晶界分布,1025℃固溶时呈颗粒状少量析出;950℃固溶时呈块状大量析出;直接时效时呈网状不连续分布。同时,δ相对合金的晶粒度影响较大,且其析出数量和形态决定了合金的韧塑性,γ″、γ’相的析出量和尺寸与晶粒尺寸决定了合金的强度变化。     

基于故障相关性的调距桨FMECA分析

为了提高调距桨的可靠性水平,对调距桨的故障模式、原因及影响进行了定性分析;考虑故障模式之间的相关性,建立了故障传播网络,将决策矩阵与危害性分析方法相融合,对传统的危害度计算方法进行了改进。通过分析局部单元性能退化、失效等故障对系统中其他单元的影响,判定局部单元故障对系统整体的危害程度,克服了现有方法忽略故障相关性分析和故障传播影响的缺陷。     

油管模型建立及结构对称性对其残余应力影响

目前对调距桨传动轴内异种金属焊接油管的残余应力研究很少,油管作为调距浆核心的动力元件之一,其可靠性尤为重要. 基于ANSYS有限元软件以四椭球热源模型模拟焊接热输入建立了油管焊接温度场和应力场分析的热-弹-塑性有限元模型,并对该模型进行了试验验证. 在此基础上,研究了长焊缝有限计算模型的简化方法和焊件结构的对称性对油管残余应力的影响. 结果表明,在保证计算精度的基础上,简化后油管有限元模型的计算速度是未简化模型的8倍. 非对称结构油管的残余应力在数值上明显大于对称结构油管的残余应力,在一定程度上非对称结构的油管能够反映对称结构油管最薄弱位置的残余应力分布.