[发明专利]一种基于有限元的大型船用螺旋桨模态分析及支撑设计优化方法

摘要

一种基于有限元的大型船用螺旋桨模态分析方法及支撑设计优化方法，首先，对船用螺旋桨设计模型三维图像文件进行预处理以及叶片分割，提取单个叶片以及与页片相连的桨毂图像；导入ANSYS软件中，进行网格划分；对螺旋桨下端面施加所有自由度约束和预紧力；进入模态求解模块，进行仿真获取无支撑的螺旋桨模态振型，对各模态中变形位移量最大的点进行支撑，确定首个支撑点的施加位置；重复仿真，进行支撑，直到各模态中变形位移量满足设计要求。本发明利用有限元分析软件ANSYS对船用螺旋桨进行模态振型分析，通过施加约束条件分析使用支撑时的模态变化，寻找优化的支撑方法。

主权项

1.一种基于有限元的大型船用螺旋桨模态分析方法及支撑设计优化方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)对船用螺旋桨设计模型三维图像文件进行预处理；(b)对预处理后的三维图像文件进行叶片分割，提取单个叶片以及与页片相连的桨毂图像；(c)将步骤(b)获取的三维图像文件导入ANSYS软件中，进行网格划分；(d)对螺旋桨下端面施加所有自由度约束；同时，对整个螺旋桨模型以重力作为预紧力施加载荷约束；(e)进入模态求解模块，设置模态频率阶数以及求解方法，进行仿真获取无支撑的螺旋桨模态振型，将振动位移最大的两阶振型中变形最大的位置作为首个支撑点，进行支撑；(f)重复步骤(e)的仿真，得到具有单个支撑的螺旋桨模态振型，再次获取各模态中变形位移量最大的点，进行进一步支撑，根据实际工况，重复上述支撑，完成支撑优化。