一种推进系统多目标优化设计方法及电子设备技术方案

本发明专利技术涉及船舶动力系统设计技术领域，尤其涉及一种推进系统多目标优化设计方法及电子设备。通过以轴系传动效率为重点，兼顾提高轴系校中质量、改善振动特性为目标开展多目标综合优化分析，能够降低轴系功耗，同时兼顾提高轴系校中质量、改善振动特性；通过建立推力轴承摩擦功耗、径向轴承摩擦功耗、密封摩擦功耗以及转轴摩擦功耗的计算模型，能够准确高效地计算推进系统的传动效率；通过采用有限差法和数学归纳，使得摩擦功耗的计算结果更加准确，且能有效降低摩擦功耗的计算时间。且能有效降低摩擦功耗的计算时间。且能有效降低摩擦功耗的计算时间。

【技术实现步骤摘要】
一种推进系统多目标优化设计方法及电子设备


[0001]本专利技术涉及船舶动力系统设计
，尤其涉及一种推进系统多目标优化设计方法及电子设备。

技术介绍

[0002]船舶在航行过程中，主机输出的功率通过减速齿轮箱经长、短轴系传递给螺旋桨，螺旋桨产生的推力又通过轴系上的推力轴承传递给船体，实现推进船舶的使命。在船舶主机齿轮箱输出到螺旋桨之间的功率传递过程中，推力轴承、中间轴承、艉轴承等接触应力较大的部位，以及在水中运转的部分轴系，会消耗掉主机的一部分输出功率，使螺旋桨接收到的功率降低。
[0003]针对大型船舶的长轴系，由于轴系长度较长，且功率和扭矩较高，轴径也较大，在轴系的功率传递过程中经过主推力轴承摩擦损失、中间轴承摩擦损失、密封装置摩擦损失、水润滑轴承摩擦损失、水中轴段水阻力损失等，对轴系传动效率有较大的影响。
[0004]目前，常规的推进系统设计方法，仅对轴系的校中和振动进行分析，优化支撑负荷和振动特性，但无法兼顾轴系的传动效率和轴系功耗，因此行业内急缺一种能够同时兼顾传动效率、校中质量和振动情况的推进系统多目标优化设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种推进系统多目标优化设计方法，其特征在于，采用多目标综合分析策略，在轴系校中分析的基础上进行摩擦功耗分析，优化轴系的传动效率，同时结合轴系振动分析，优化轴系的振动特性，所述多目标综合分析策略具体包括：A、结合静态校中结果进行轴承的润滑特性计算，获得轴承的摩擦功耗，同时进行动态校中，获得最终的摩擦功耗以及轴承动刚度和阻尼系数；B、以动态校中获得的动刚度、阻尼系数为输入，获得各支撑处的扰动信息，进行考虑振动的轴承摩擦功耗计算，将振动分析与传动效率计算进行耦合；C、构建轴系综合分析模型，包括轴系校中模块、轴系功耗模块、轴系振动模块，通过所述摩擦功耗、动刚度、阻尼系数、扰动信息将上述模块相关联，以轴承的径向变位及轴系转速作为优化变量，以轴系校中的质量作为约束条件，以轴系传动效率、支撑负荷、扰度曲线、临界转速、振动响应作为优化目标，进行推进系统多目标优化设计。2.根据权利要求1所述的一种推进系统多目标优化设计方法，其特征在于，具体流程如下：S1、建立输入参数库，包括轴系几何、工况参数；S2、轴系校中模块中的静态校中模块计算得出各轴承负荷，并传递给轴系功耗模块中的轴承模块；S3、所述轴承模块进行轴承摩擦功耗、动刚度、阻尼系数的计算，并将动刚度、阻尼系数传递至轴系校中模块中的动态校中模块，进行动态校中，获取最终轴承摩擦功耗、动刚度、阻尼系数、轴段扰度；S4、根据最终的轴承动刚度和阻尼系数进行轴系回旋振动计算，得到轴颈响应值，传递给所述轴承模块，计算考虑振动的轴承摩擦功耗；S5、所述轴系动态校中模块计算求得的轴段扰度，传递给轴系功耗模块中的转轴模块，计算求得转轴摩擦功耗；S6、所述轴系功耗模块在完成轴承摩擦功耗、密封摩擦功耗、转轴摩擦功耗以及其它功耗计算的基础上，计算求得轴系传动效率；S7、以轴承的径向变位及轴系转速作为优化变量，以轴系校中的质量作为约束条件，将轴系传动效率、支撑负荷、扰度曲线、临界转速、振动响应作为优化目标，进行推进系统多目标优化设计。3.根据权利要求2所述的一种推进系统多目标优化设计方法，其特征在于，所述轴承摩擦功耗包括推力轴承摩擦功耗、中间轴承摩擦功耗和艉轴承摩擦功耗，所述中间轴承摩擦功耗和艉轴承摩擦功均为径向轴承摩擦功耗。4.根据权利要求3所述的一种推进系统多目标优化设计方法，其特征在于，所述推力轴承摩擦功耗的计算包括如下步骤：S1、根据推力轴承结构、工况参数以及轴承初始支点膜厚，求解膜厚方程；S2、根据膜厚方程计算结果，求解稳态雷诺方程；S3、判断计算出的轴承压力是否收敛，若是，则计算液膜水平力和垂直力，若否，则返回执行步骤S2；S4、计算液膜合力；S5、判断轴承载荷与液膜合力是否相等，若是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚婷，刘铱，林韩清，张翼，刘成洋，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：