加工误差对螺旋桨水动力及低频线谱噪声性能影响的数值计算与分析开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着船舶工业和航运事业的迅速发展,船舶吨位、尺度越来越大,主机功率也成倍增长,但螺旋桨的直径由于各种限制因素不能像船舶尺度、主机功率一样增大。这在造成构件疲劳、设备损坏等问题的同时,也对螺旋桨的性能提出了更高的要求。

提高螺旋桨性能的措施有优化螺旋桨设计方法、改善螺旋桨加工精度等。螺旋桨作为船舶的主要推进器,它的加工精度影响着船舶的机动性、快速性和噪声等性能。同时,螺旋桨是具有复杂曲面的零件,特别是大盘面比的大型螺旋桨,其尺寸较大且桨叶相互掩盖,加工难度较大,容易产生加工误差。就桨模而言,加工误差如果偏大,会导致模型试验结果不可靠,造成产生所设计桨航速预报不准和船机桨不匹配等严重后果。若实桨加工误差偏大,将会在原有的基础上增大螺旋桨的激振力,不仅加剧船舶的尾部振动,破坏船体结构强度,而且会增大船舶水下辐射噪声,大幅降低船舶的隐身作战能力。因此,螺旋桨的加工技术一直是制造业的重要课题。

传统的螺旋桨加工方法主要依靠机床手工制作,不仅劳动强度大、加工周期长、生产效率低,而且加工出来的螺旋桨螺距、叶宽、叶厚精度低,误差较大。随着计算机技术和数控技术的进步,国内外已经开始使用数控机床对大型螺旋桨进行加工,生产效率和加工精度得以提高。例如,1983年苏联从日本东芝公司秘密进口了四台“五轴联动数控机床”,大幅度地改进了螺旋桨的加工精度,改善了潜艇甚至航母的推进性能,使美国海军第一次丧失对苏联舰艇的水声探测优势。由于西方发达国家对我国高档数控机床进行出口限制,国内的多轴联动数控机床落后于世界先进水平。这些年,经过我国高校与企业单位的密切合作与不懈努力,机床工业发展迅速,与国外差距逐步减小。随着国内第一台主要用于大型螺旋桨加工的七轴五联动车铣复合加工机床的研制成功,我国的数控机床水平进入一个新的时代,螺旋桨的加工精度也迈上一个新的台阶。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容:

1)基于毕业设计任务书的内容和要求,查阅相关著作和文献,了解国内外研究现状。

2)学习并掌握螺旋桨推进器的工作原理和推进性能的理论计算方法。

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3. 研究计划与安排

第1周:布置任务,查找文献,阅读文献。

第2周:安装软件,开始撰写开题报告和翻译外文文献。

第3周:完成开题报告和外文翻译的撰写与上传。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]何友声,王国强.螺旋桨激振力[m].上海:上海交通大学出版社,1987.

[2]王国强.船舶螺旋桨理论与应用[m].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2003.

[3]john p. breslin, poul andersen.hydrodynamics of ship propellers[m].london:cambridge university press, 1996.

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