基于CFD和FEM的半浸式螺旋桨静强度和疲劳强度分析
Journal of Ship Mechanics（2023）
Abstract
为了给半浸桨的强度校核提供判别准则,以半浸桨为研究对象,基于CFD和FEM法建立半浸式螺旋桨强度评估方法,建立桨叶疲劳寿命与静强度的对应关系,选取其全浸和半浸的两种典型工况,采用CFD方法对不同工况下的半浸桨水动力载荷进行数值计算,获得桨叶在循环周期内的表面压力分布,并通过实尺度变换为半浸桨强度分析的外载荷输入;采用FEM方法对不同工况下的半浸桨进行静强度计算,获得桨叶的应力和应变情况,提取出桨叶的最危险应力特征;结合桨叶材料的S-N曲线,采用FEM方法对半浸桨进行疲劳强度计算,获得桨叶的疲劳寿命;最后,通过对多个案例半浸桨静强度和疲劳强度的计算和对比分析,提炼出满足实船使用疲劳寿命需求的半浸桨静强度安全系数,可为半浸桨的强度校核及判别准则的形成提供参考依据.
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