张兴涛 蒋岚岚

摘要：本文介绍了轴系合理校中的必要性以及基于APDL的校中计算方法，并通过对比计算结果，说明该计算方法是完全适用的。

关键词：轴系校中；APDL；有限元；节点；轴承反力系数；顶举系数

Shafting Alignment Calculation Based on APDL

ZHANG Xingtao1, JIANG Lanlan2

( 1.CCS Guangzhou Plan Approval Center, Guangzhou 510235; 2.Guangzhou Marine Engineering Corporation, Guangzhou 510250 )

Abstract: This paper introduces the necessity of shafting alignment and the calculation method based on APDL. By comparing the calculation results, it is proved that the method is completely applicable.

Key words: Shafting alignment;APDL;Finite element; Node;Bearing force reaction influence;Jack correction factor

1前言

随着船舶的大型化及对推进效率的更高要求，螺旋桨的尺寸和重量显著增加。如果将轴系安装成直线，往往会使尾管后轴承的载荷非常严重，轴系上各轴承的负荷分配也不均匀。为改善轴系各轴承上负荷的分配，广泛采用合理校中技术，即按限定的负荷、应力、转角等约束条件，计算出各个轴承合理的垂向位置，人为地把轴线调整成曲线状态，以使轴承上的负荷合理分配。

目前，轴系合理校中基本都采用静态校中。静态校中假定轴系各个轴承为刚性支点，推进轴系视为刚性铰支上的连续梁。静态校中一般考虑轴系的三种状态——热态、冷态、安装状态。常用的计算方法有三弯矩法、迁移矩阵法和有限元法。

ANSYS是大型通用有限元软件，其APDL（即ANSYS Parametric Design Language的缩写）功能可提供完成建立模型、施加约束和载荷、求解以及后处理的命令。它除具备一般程序语言的功能外，扩充了传统有限元分析范围之外的能力，如参数化建模、宏、标量、向量及矩阵运算、分支、循环、以及访问ANSYS有限元数据库等。利用APDL进行轴系校中计算，能充分地运用ANSYS的有限元分析、批处理、后处理等能力。具体过程，以下作详细论述。

2建模

对轴系本体部分采用BEAM188梁单元模拟。BEAM188单元是三维梁单元，每个节点具有六个自由度：UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ，可以满足校中计算的要求。……