Комплексное моделирование объектов судостроения (судоремонта) с целью оптимизации конструктивных и технологических параметров

Объектом исследования являются объекты электроэнергетической сети судна и их мате-матические модели. Цель работы — разработка методики метрологических исследований установок и нестан-дартной аппаратуры для их осуществления. Представлены результаты моделирования судового синхронного генератора. На основа-нии предварительных проектировочных расчетов построена геометрическая модель генера-тора. Исследованы статические и разгонные процессы генератора. Для статических режимов получена частотная характеристика процесса. С помощью численной модели проведена идентификация механического дефекта. На примере промоделированного дефекта электри-ческой машины – эксцентриситета ротора генератора получена сигнатура сигнала дефекта. Выявлено, что наличие эксцентриситета ротора приводит к появлению гармонической со-ставляющей в спектре силы большой амплитуды с максимальным значением на низкой ча-стоте. Анализ переходных процессов проведен с помощью вейвлет - преобразований. Ре-зультаты исследования динамики показывают, как нарастает скорость вращения ротора. Мо-делирование выявило три частотные области исследуемого сигнала: область нарастания скорости, достижение критической скорости (между второй и третьей секундой) и выход на установившийся режим. Предложена схема системы диагностики дефектов электрической машины с использованием цифрового двойника – численной модели. На основе модельных данных могут быть идентифицированы дефекты генератора (механические и электромеха-нические). Базы данных сигнатур дефектов на статическом режиме и диагностической мо-дели, в которую заложены алгоритмы принятия решения о наличии дефекта, могут служить оператору основой информации для принятия решения. Предложен способ контроля параметров геометрической точности элементов гребных валов: радиального биения поперечного сечения, отклонения реального профиля вала от ци-линдрической формы. Целью работы являлось научное обоснование способа контроля и ре-ализация методики контроля. Разработан алгоритм и схема измерений погрешности формы и положения оси составных валов гребного валопровода на основе существующих автор-ских решений по контролю точности формы крупногабаритных цилиндрических изделий, в том числе с нестационарной осью вращения (погрешность формы рассчитывается относи-тельно параметров вписанной окружности для сечений и кругового цилиндра для поверхно-сти). Разработана оригинальная конструкция устройства для контроля геометрических пара-метров и изготовлена экспериментальная установка и лабораторный образец на базе датчи-ков отечественного производителя. Алгоритм и методика протестированы с помощью ими-тационной трехмерной модели. На основе предложенной схемы может быть построено мо-бильное измерительное оборудование с ручным или автоматизированным измерением - контрольно-измерительная машина. Программно-аппаратная реализация такого оборудова-ния также может основываться на разработанных алгоритмах определения геометрических параметров.