海上浮体插销式连接结构极限承载能力及其统计特征分析

连接结构为多模块浮体中最薄弱的环节，受力形式较为复杂，所以其极限承载能力直接影响到浮体结构的使用寿命和安全性能。本文初步设计了一种含锥度的插销式连接结构，基于罚函数法和准静态法，考虑轴销接触效应影响，对该结构进行非线性强度计算，分析其失效模式和极限强度，并研究摩擦因子和材料属性对该结构极限承载能力的影响规律，最终形成了一套考虑接触效应的复杂连接结构非线性极限承载能力及其统计特征分析方法。结果表明：插销式连接结构的失效模式为销轴受弯后与有锥度轴承挤压导致的变形失效；摩擦因子对结构极限强度的影响呈对数正态分布，且摩擦因子越大，极限强度越小；屈服强度是影响结构极限承载力的最主要因素。研究结果可为浮体用插销式连接结构的设计和安全可靠性分析提供相关参考。     

半潜式钻井平台水密滑动门结构疲劳强度评估

针对半潜式平台水密滑动门结构的疲劳问题,以烟台中集来福士正在建造的半潜式钻井平台的水密滑动门结构为对象进行疲劳强度分析。建立平台整体三维有限元模型,进行简化疲劳分析,筛选位于疲劳敏感位置处的滑动门开孔,比较水密滑动门开孔处不同的结构模拟方法,对不同结构模拟方式的子模型进行疲劳谱分析计算,得到不同结构形式子模型结构谱分析疲劳寿命,得出较为合理的平台水密滑动门疲劳强度加强方式。     

液压升降系统圆柱形桩腿两种结构形式

从建造工艺、桩腿防转功能、桩腿强度计算等方面,对液压插销升降系统圆柱型桩腿常用的两种结构形式的优缺点进行对比分析,得出两种结构形式的适用范围,使升降系统在设计初期得到符合需要的结构形式,为后续类似船型的桩腿选型提供指导意见。     

不同补板形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验研究

对嵌入式和搭接式补板形式的船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能进行试验研究。首先建立舱段结构有限元模型,确定载荷工况并计算分析两种节点形式在相同载荷作用下的应力状态。在此基础上,通过简化得到纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验模型。对两种形式的结构进行疲劳试验。试验结果表明嵌入式补板形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于搭接式,可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计提供参考。     

不同扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验

采用试验形式研究矩形扶强材和削斜扶强材结构形式的某铝合金船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能。首先建立舱段结构的有限元模型(目标船纵骨采用6082铝合金,其他部分采用5083铝合金材料),确定载荷工况并计算分析2种扶强材结构在相应载荷水平下的应力分布状态。在此基础上,设计并开展实际板厚4点弯曲疲劳模型试验,获得试验模型在不同载荷水平下的疲劳失效循环次数,根据试验测得数据得到2种扶强结构形式的S-N曲线。试验结果表明,矩形扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于削斜扶强材形式,该结论可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计以及5083、6082铝合金焊接结构形式(T型焊接和趾端焊接)的疲劳强度评估提供依据。     

8530TEU集装箱船舱口盖局部结构疲劳分析

对集装箱船舱口盖的局部结构疲劳载荷计算进行分析,基于S-N曲线提出疲劳寿命的分析方法,并对某8530TEU集装箱船的典型舱口盖结构进行计算,根据结果对结构作有益的改进。     

疲劳强度对船体结构设计的影响

船舶中的销轴结构在工作过程中的受力情况类似于一悬臂梁。船舶在航行过程中的激励载荷会使销轴上的支撑结构做轻微晃动,造成销轴末端受到较大应力,导致销轴结构疲劳寿命较差。为了提高某船用销轴结构疲劳寿命,改善其设计质量。本文构建销轴的三维结构,并采用有限单元法建立销轴结构双工况有限元模型,获得销轴结构应力分布以及销轴末端位移参数。并将随机载荷谱、疲劳寿命曲线、有限元法相结合,获得销轴结构在外界随机激励载荷情况下的疲劳破坏点,该方法同样可为船舶其余结构设计提供参考。     

大功率中速柴油机活塞镶圈断裂的有限元分析

对大功率中速柴油机磨损的活塞镶装活塞镶圈是一种有效的修复方法。文中利用ANSYS有限元分析软件对某大功率中速柴油机断裂的合金钢活塞镶圈进行有限元分析，结果表明在活塞镶圈的固定销孔处产生了较大的应力集中，固定销孔的结构不合理是活塞镶圈断裂的主要因素之一。     

基于谱分析的FPSB疲劳寿命评估和优化

FPSB是一种新型深远海大型浮式结构物,长期承受交变波浪载荷作用,易发生疲劳而使得结构失效。本文以一艘FPSB为研究对象,使用谱分析法对其疲劳寿命进行了评估。首先建立水动力模型计算波浪载荷响应算子RAO,建立整船结构模型计算船体结构响应,随后选取典型节点建立子模型以得到精确的热点应力传递函数,采用北大西洋海况和P-M海浪谱,基于S-N曲线和线性累积损伤准则对典型节点的疲劳寿命进行计算分析。根据疲劳评估结果,对易损节点进行基于疲劳性能的结构优化,以提高节点形式的合理性及结构安全可靠性。     

船用柴油机活塞销早期断裂分析

对某船用柴油机活塞销断裂故障进行了分析研究。金相观察及断口的宏观和微观观察表明,活塞销的破坏属疲劳断裂,疲劳裂纹在表面渗碳层的网状碳化物萌生,进而扩展引发断裂。改进渗碳工艺,杜绝网状碳化物析出是防止活塞销疲劳破断的有效途径。     

基于热-机耦合的柴油机气缸套强度研究

为使气缸套的结构设计、制造、强度校核及疲劳寿命分析更加精确化,利用有限元仿真软件,对某型柴油机气缸套在热负荷、机械应力作用下的应力及变形情况分别进行单边界条件计算和热-机顺序耦合计算,并做疲劳分析。结果表明,热-机械顺序耦合下气缸套的最大应力分布于气缸套内表面与上表面交界处,最大值不超过材料的极限应力;气缸套的最小疲劳安全系数满足设计要求,最有可能发生疲劳破坏的部位位于气缸套上部螺栓孔根部所处的高度平面、水套最底面所处平面及气缸套上表面外沿处。     

提高轴孔连接结构承载能力的设计方法

文章针对轴孔连接结构提出了一种改善轴孔接触特性来提高承载能力的方法。以工程中通用的螺栓连接结构为例,建立接触分析模型,应用Persson接触理论和优化分析方法,通过优化耳片孔接触面的曲面形状和曲面参数实现了降低轴孔接触区最大接触应力及改善其分布梯度的目的。针对优化后的耳片孔接触曲面设计结果,利用有限元素法建立了螺栓耳片连接结构模型,分析验算了接触应力。结果表明,优化分析的解析法和有限元素法的计算结果基本一致。连接结构优化设计后,接触区最大应力降低50%以上,应力分布梯度明显改善,提高了其承载能力。     

新型可调轨枕可靠性研究及应用

新型可调轨枕是一种可进行高精度及高效率调整的轨枕结构。轨枕本体结构内设置了预埋钢板、套管及螺母,通过连接螺栓与上部可调支座连接,后续可在轨枕本体与可调支座间插入调节钢板以达到快速调节不均匀沉降的目的。但其由于增设了预埋套管及连接螺栓,其结构的承载能力、疲劳耐久性以及螺栓抗拔力是否可满足重载机械高频率的使用要求需要进一步研究。通过相关试验研究,对该新型轨枕的可靠性进行验证。     

自升式钻井平台桩靴结构分析

以某自升式钻井平台的桩靴为研究对象,建立了结构分析模型,给出了结构分析的载荷及边界条件,并对各工况下的计算结果进行分析和评估,为此类结构的设计提供参考方法。     

Improvement in capacity factor and fatigue assessment of VLMOS for wind power generation based on navigation simulation

The very large mobile offshore structure (VLMOS) for wind power generation is one example of challenging future technologies to create a new backbone of energy resource of our country. The National Institute for Environmental Studies Japan has been studying this concept and found that increasing the capacity factor and reducing the weight of the structure are keys to make this concept successful. We investigated the navigation logic to improve the capacity factor and performed a fatigue assessment to ensure the structural safety of light weight design. Taking the knowledge on the seasonal weather condition in the Pacific Ocean into consideration, improved strategy of the VLMOS navigation for maximizing the generating power is proposed. Navigation simulations show that it is easy to achieve more than 40% capacity factor and to escape from high seas. Using wind and wave data obtained from the navigation simulations, an assessment of the fatigue damage has been performed. It is stated that the structure has enough fatigue strength for a 100 years of operation even if wind turbines get more than 40% of the capacity factor.     

挖泥船定位桩台车系统的构成和功能

定位桩台车系统作为绞吸式挖泥船的一项重要专用挖泥设备,国内设计单位自主设计能力还十分缺乏.文章介绍了定位桩台车系统的功能、主要构成子系统和各主要子系统的功能与型式,并以典型的定位桩台车的相对应子系统为例进行介绍,最后总结了定位桩台车系统的设计流程,可作为研究和设计定位桩台车系统的参考.     

法兰连接螺栓疲劳分析方法的探讨

以华电重工在澳大利亚昆士兰州的一个项目中的一台桥式刮板取料机料耙连接为实例,详细讨论法兰连接中螺栓的疲劳计算的各种算法.通过比较澳洲钢结构规范AS4100中对螺栓疲劳等级的界定和我国机械设计手册中对螺栓疲劳的计算,得到清晰的螺栓疲劳计算思路,并了解两种规范中螺栓疲劳计算的差异,以便在实际设计分析中能快速准确地确定相关参数.     

自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。     

舰船轴系用高强度液压紧配螺栓研究的技术进展

分析了国内外舰船和电站中液压紧配螺栓的研究应用现状，阐述了轴系用高强度液压紧配螺栓的设计理念，列出了各国船级社对液压紧配螺栓直径量的选取及相关要求，指出了现阶段存在的主要问题以及今’后的主要研究方向。     

绞吸挖泥船新型台车缓冲系统分析

介绍了绞吸挖泥船新型台车缓冲系统的组成及其液压控制回路,详细分析了该类型缓冲系统的工作原理,在此基础上对台车系统、桩土模型进行简化,然后利用液压仿真软件AMEsim对缓冲系统进行动态分析,得到了上、下行走油缸张力和钢桩反馈弯矩的峰值随波浪的变化规律。除此之外还研究了缓冲系统在蓄能器处于不同的预压值下的缓冲性能。为以后此类缓冲系统的研究和设计提供了参考。