Modelización y simulación de la reductora de propulsión de un buque mediante técnicas de dinámica multicuerpo con contacto y fricción

Abstract

[Resumen] Este proyecto trata sobre el estudio, análisis y simulación de la caja reductora de un buque mediante la dinámica de sistemas multicuerpo. La reductora de una etapa consiste en dos engranajes dobles helicoidales. Un sistema multicuerpo es un conjunto de sólidos rígidos o flexibles unidos por medio de pares cinemáticos. Se han modelado los dos elementos que intervienen en el movimiento con la mejor precisión posible con ayuda de un software de cálculo de elementos de máquinas. También, mediante simulación dinámica de sistemas multicuerpo se han reproducido las condiciones reales de funcionamiento para obtener los resultados pertinentes en el contacto con fricción La dinámica de sistemas multicuerpo es una disciplina en la que se estudian métodos para plantear de forma sistemática las ecuaciones de la dinámica de máquinas y mecanismos y se emplean métodos computacionales eficientes para resolver estas ecuaciones. La complejidad de este trabajo radica en la complejidad que comporta la geometría de los engranajes helicoidales, que se traduce en una gran complejidad y coste computacional de la detección de contacto y el modelo de las fuerzas de contacto.

[Resumo] Este proxecto trata sobre o estudo, análise e simulación da caixa reductora dun buque medianta a dinámica de sistemas multicorpo. A reductora duna etapa consiste en dous engranaxes dobres helicoidales. Un sistema multicorpo é un conxunto de sólidos ríxidos ou flexibles unidos por medio de pares cinemáticos. Modeláronse os dous elementos que interveñen no movemento coa mellor precisión posible con axuda dun software de cálculo de elementos de máquinas. Tamén, mediante a simulación dinámica de sistemas multicorpo reproducíronse as condicións reais de funcionamento para obter os resultados pertinentes no contacto con fricción. A dinámica de sistemas multicorpo é una disciplina na que se estudian métodos para plantexar de forma sistemática as ecuacións da dinámica de máquinas e mecanismos e se emplean métodos computacionáis eficientes para resolver estas ecuacións. A complexidade de este traballo radica na complexidade que comporta a xeometría dos engranaxes helicoidais, que se traduce nunha gran complexidade e coste computacional da detección de contacto e o modelo das forzas de contacto.

[Abstract] The present project covers the study, analysis and simulation of the gearbox of a ship using the dynamics of multibody systems. The gearbox has one step andr consists of two herringbone helical gears. A multibody system is a set of rigid or flexible bodies related by kinematic joints. Two gears are involved in the motion and they have been modeled as accurately as possible using a software for design of mechanical elements. Also, through dynamic simulation of multibody systems, the actual operating conditions have been reproduced to obtain the relevant results in friction contact The dynamics of multibody systems is a discipline which deals with the systematic formulation of the dynamics equations of machines and mechanisms and their efficient computational solution. The complexity of this work lies in the complexity involved in the geometry of the helical gears, which entails a great complexity and high computational cost of the contact detection and the model of contact forces model.