Судовые валопроводы. Конструирование, расчеты прочности, износостойкости, долговечности

ПРЕДИСЛОВИЕ 3 1. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ СУДОВОГО ВАЛОПРОВОДА 8 1.1. Назначение и общая схема расположения валопровода 8 1.2. Обзор конструктивного исполнения деталей судового валопровода 12 1.2.1. Особенности конструкций дейдвудных устройств 12 1.2.2. Конструкции судовых валов 24 1.2.3. Механизмы и специальные устройства валопровода 32 1.3. Основы конструирования судовых валопроводов 42 2. РАСЧЕТЫ ПРОЧНОСТИ СУДОВЫХ ВАЛОПРОВОДОВ 50 2.1. Условия нагружения судового валопровода 50 2.2. Оценка нагруженности подшипников валопровода 57 2.3. Определение напряженно-деформированного состояния валопровода и нагруженности его подшипников методом конечных элементов 62 2.4. Методические основы расчета прочности судового валопровода 68 2.4.1 Цель и задачи расчетов прочности 68 2.4.2. Расчет на статическую прочность 69 2.4.3. Расчет на выносливость 72 2.4.4. Определение минимально допустимого коэффициента запаса прочности 83 2.5. Определение вероятности эксплуатации вала без усталостного разрушения 94 2.6. Расчет прессового соединения гребного винта с валом 105 2.7. Пример расчета прочности судового валопровода 111 2.7.1. Общие сведения о судне 111 2.7.2. Проектные расчеты валопровода 112 2.7.3. Расчет валопровода на выносливость 115 2.7.4. Расчет нагруженности подшипников 125 2.7.5. Расчет прессового соединения гребного винта с валом 133 3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СУДОВОГО ВАЛОПРОВОДА 136 3.1. Прогнозирование долговечности по критерию усталости материала 136 3.1.1. Критерии усталостной долговечности 136 3.1.2. Методические основы определения усталостной долговечности 138 3.1.3. Учет случайности при оценке усталостной долговечности 145 3.2. Оценка долговечности вала с трещиной 149 3.2.1. Коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины 149 3.2.2. Методические положения определения остаточной долговечности 154 3.2.3. Методы обнаружения усталостных трещин 163 3.3. Прогнозирование долговечности дейдвудных подшипников 166 3.4. Примеры прогнозирования долговечности гребного вала 177 3.4.1. Определение усталостной долговечности гребного вала 177 3.4.2. Расчет остаточной долговечности гребного вала с трещиной 187 3.4.3. Оценка долговечности кормового дейдвудного подшипника 192 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛЕДОВЫХ НАГРУЗОК 196 4.1. Аналитические методы определения ледовых нагрузок 196 4.2. Экспериментальное определение ледовых нагрузок 215 4.3. Имитационное моделирование ледовых нагрузок 226 5. КОЛЕБАНИЯ СУДОВОГО ВАЛОПРОВОДА 239 5.1. Цель и задачи расчета колебаний судового валопровода 239 5.2. Расчет изгибных колебаний 241 5.2.1. Особенности развития изгибных колебаний судового валопровода 241 5.2.2. Методы определения частот свободных изгибных колебаний 242 5.3. Расчет крутильных колебаний 246 5.3.1. Общие понятия о крутильных колебаниях 246 5.3.2. Составление расчетной модели 246 5.3.3. Методы расчета свободных крутильных колебаний 259 5.3.4. Построение частотной диаграммы 267 5.3.5. Определение вынуждающих моментов 268 5.3.6. Определение демпфирующих моментов 274 5.3.7. Расчет резонансных колебаний 280 5.3.8. Опасные резонансные колебания и способы их устранения 285 5.3.9. Определение температуры нагрева упругих муфт при расчете крутильных колебаний 297 5.3.10. Измерение крутильных колебаний 302 5.4. Расчет осевых колебаний 306 5.4.1. Сущность осевых колебаний 306 5.4.2. Составление расчетной модели 308 5.4.3. Вычисление параметров расчетной модели 311 5.4.4. Особенности расчета осевых колебаний 319 5.4.5. Оценка допустимости осевых колебаний 325 5.5. Связанные колебания 327 5.5.1. Условия возникновения связанных колебаний 327 5.5.2. Определение коэффициентов связи крутильно-осевых колебаний 334 5.5.3. Особенности расчета связанных колебаний 341 5.6. Ударно-случайные колебания судового валопровода 346 5.6.1. Основные понятия о случайных и ударных колебаниях 346 5.6.2. Расчет ударно-случайных колебаний методом главных координат 348 5.7. Пример расчета колебаний судового валопровода 357 5.7.1. Общие сведения об объекте расчета колебаний 357 5.7.2. Расчет изгибных колебаний валопровода 359 5.7.3. Расчет крутильных колебаний валопровода 362 5.8. Расчет осевых колебаний валопровода 376 ПОСЛЕСЛОВИЕ 395 ПРИЛОЖЕНИЕ. Исходный текст программы для подсчета вероятности неразрушения при нормальном распределении действующих напряжений и распределении прочности по закону Вейбулла на языке TURBO PASCAL 397 ЛИТЕРАТУРА 399