NAPA STEEL在大型集装箱船结构设计中的应用

目前众多三维设计软件在国内船舶生产设计中的应用已相当成熟,而在基本设计和详细设计中的应用尚处于摸索和发展阶段。NAPA STEEL是芬兰NAPA公司开发的船舶设计软件包中的结构设计模块。文章利用NAPA STEEL对2艘万箱级集装箱船进行结构辅助设计,在基本设计和详细设计阶段中参与完成了二维出图、质量统计、船级社软件接口及有限元输出的任务,探索了利用NAPA STEEL软件对大型集装箱船进行参数化建模以完成结构辅助设计的方法,并总结出一些宝贵的经验。     

基于EFSHD船体三维建模中板架制作技术的研究

船体三维设计软件的使用,使设计人员可利用计算机实现模拟造船,直接发现设计中存在的错误和问题,以便提高设计精度,减少差错。该文以沪东中华造船有限公司开发的EFSHD软件为平台,以8000t江海直达货轮为例进行船体三维建模设计。介绍了船体某分段的平面板架和曲面板架的建模方法,重点分析了船体曲面板架创建功能的多样性、快速性,提出了船体板架三维建模中应注意的几个问题;建模中掌握的一些操作技巧及注意事项可使整个建模过程流畅自如,并可供造船厂在生产中参考应用。     

船体结构焊接坡口建模设计与应用

基于船舶产品设计(Ship Product Design,SPD)造船设计软件,对船舶设计过程中船体结构焊接坡口建模设计进行探讨,论述船体结构焊接坡口建模的相关标准和宏坡口建模的功能创新,重点介绍焊接坡口建模数据在船体结构模型中的应用,为焊接物料量统计管理和数字化造船提供支撑。     

水面舰船总强度标准应用研究

由于现有国内水面舰船设计规范仅适用于船长160m以下的舰船,有必要提出适用于船长160m以上的水面舰船结构设计标准,本文着重讨论了水面舰船总强度标准,综合分析和比较了现行规范对总强度的相关规定,并在整船三维有限元强度分析的基础上提出了当船长超过160m并接近200m时船体的总强度标准的建议,最后给出了设计目标船的结构设计校核应用实例.     

基于参数化表达的船舶结构有限元分析方法

针对船舶的结构特点,文章提出了一种船舶结构参数化有限元分析方法,解决了常规方法中建模效率低以及建立的模型难以修改等问题.该方法运用面向对象的编程技术封装了建模过程中诸如网格划分、构件连接处理等复杂的操作,从而提高了建模的效率.采用参数化的方法建模,在设计的整个周期内都可以通过参数对整个船体结构模型进行修改.建立参数化结构模型与专业有限元软件的接口,通过有限元软件完成结构有限元分析.通过对一条散货船的有限元分析,证明了该方法相对于传统方法的优越性及其工程实用性.     

依据MBD的LNG船分段虚拟建造仿真技术

依据基于模型定义（Model Based Definition，MBD）的船舶虚拟建造技术是对船舶设计技术的创新。通过选取液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）船船体分段建造的重要工艺环节，基于统一的三维模型，根据船舶建造工艺流程，在实船建造前开展基于三维模型的虚拟仿真验证，动态分析船舶中间产品的可制造性以优化工艺设计，打通船舶产品设计（Ship Product Design，SPD）三维模型在三维完整性建模设计、虚拟仿真、生产中的数据链路，形成基于三维模型的产品设计、工艺设计和建造仿真技术方案，可有效降低现场返工率、提升船舶建造效率和质量。     

面向船舶制造的MBD技术应用分析

系统研究面向船舶制造的基于模型定义(Model Based Definition,MBD)技术。以船体和舾装为例,定义基于三维模型的船舶三维数据集应用框架,并基于产品结构树建立三维标注模型与数据库之间的关联关系,使得MBD数据的存储与调用更为直观方便。基于二次开发技术建立基本数据集传递规则,提高数据传递效率。开发面向船舶制造数字化检测环节的MBD数字化检测系统,验证该应用框架的有效性。将MBD技术运用于船舶制造中,旨在使用集成化的三维实体模型完成船舶产品信息的表达,实现基于单一产品数据源的数字化设计。     

Dynamic response of a surface ship structure subjected to an underwater explosion bubble

Bubble load in a noncontact underwater explosion can cause the ship hull global response and local response. In current literature, the ship hull is usually simplified as a hull girder to analyze its global response. However, literature dealt with the local response of a 3-D surface ship hull subjected to an underwater bubble were limited. This investigation develops a procedure which couples the finite element method with doubly asymptotic approximation (DAA) method to study the problem of transient responses of a ship hull structure subjected to an underwater explosion bubble. Using a 3-D ship model as examples, the global and local responses of the ship model in vertical, transverse and longitudinal directions are performed in detail. The acceleration, velocity and displacement time histories are presented. The characteristics of both the global and local responses of the ship model are discussed. The numerical results show that besides global whipping response, the ship hull also sustains severe local responses in different directions subjected to underwater explosion bubble jetting, which should be taken into consideration.     

Free and forced vibration analyses of ship structures using the finite element method

With increases in ship size and speed, shipboard vibration becomes a significant concern in the design and construction of vessels. Excessive ship vibration is to be avoided for passenger comfort and crew habitability. In addition to the undesired effects on humans, excessive ship vibration may result in the fatigue failure of local structural members or malfunctioning of machinery and equipment. The propeller induces fluctuating pressure on the surface of the hull, which induces vibration in the hull structure. These pressure pulses acting on the ship hull surface above the propeller are the predominant factor for vibrations of ship structures are taken as excitation forces for forced vibration analysis. Ship structures are complex and may be analyzed after idealization of the structure. Several simplifying assumptions are made in the finite element idealization of the hull structure. In this study, a three-dimensional finite element model representing the entire ship hull, including the deckhouse and machinery propulsion system, has been developed using solid modeling software for local and global vibration analyses. Vibration analyses have been conducted under two conditions: free–free (dry) and in-water (wet). The wet analysis has been implemented using acoustic elements. The total damping associated with overall ship hull structure vibration has been considered as a combination of the several damping components. As a result of the global ship free vibration analysis, global natural frequencies and mode shapes have been determined. Moreover, the responses of local ship structures have been determined as a result of the propeller-induced forced vibration analysis.     

基于AutoCAD平台的船体三维建模研究

目前,三维建模方法在众多设计领域中被广泛应用.简要介绍了在AutoCAD平台下船体三维建模的实体模型及建模中的几何算法,通过有针对性地研究对于提高船舶设计效率和质量,实现船舶设计信息一体化将具有一定意义.     

集装箱船整船结构三维有限元强度分析方法研究

以3800TEU集装箱为例，用二维切片理论进行了波浪长期预报，并在此基础上导出等效波组，在整船结构有限元模型上计算船体结构在各等效波上的变形和应力分布。文中叙述的整船结构有限元分析方法，也可以用于其他类型船的整船结构分析。     

大型舰船总纵强度计算方法研究

由于现有国内水面舰船设计规范仅适用于船长160m以下的舰船,为了更好地研究大型舰船的总纵强度,本文对一船长约200m的目标舰按照<中国船级社钢质海船入级与建造规范>(CCS)与基于<舰船通用规范>(GJB)基础上的建议标准以及全船有限元直接计算这三种方法作了计算与比较,得出了一些有益的结论,对大型舰船的总纵强度研究与规范的制定提供了较好的参考.     

船舶初步结构设计模型向有限元模型的转换技术

针对目前船体结构规范计算、有限元分析和生产建模过程中存在的重复建模的问题,研究了船舶初步结构设计模型向有限元模型转换中的几项关键技术,提出了模型转换的方法,开发了模型转换软件,并在16 500t液化气船上进行了局部应用,收到了一定的效果,值得进一步推广应用。     

船舶结构有限元模型快速生成研究

寻求一种快速的船舶有限元建模方法一直是船舶设计工作者努力的课题,直接利用AutoCAD中的二维结构图快速生成船舶结构的三维有限元模型,是一种自动化程度较高、快速性较好的方法,通过介绍船舶结构有限元模型数据的计算生成方法等,体现了其在船舶结构有限元建模上的优越性及局限性,以利于深入开展研究.     

船舶水动力性能的数值优化集成系统研究

通过一艘船球首优化的算例,介绍了一种船舶水动力性能数值优化集成系统。可在船舶设计的初期阶段进行主尺度组合优化和船体曲面的优化。采用该优化集成系统,可有效缩短设计周期、大幅降低成本、效率大大提高。     

基于数字孪生的船舶管件加工生产线柔性管控系统

针对现有船舶管件加工在生产管理、调试和生产线柔性管控等方面的不足，利用数字孪生技术，进行船舶管件加工生产线虚拟模型构建、虚实生产线同步行为设计、虚实生产线交互接口设计、信息分析和生产线柔性管控等方面研究，设计开发基于数字孪生的船舶管件加工数字化生产线柔性管控系统，实现船舶管件加工生产线自动生产和远程管控等。该系统可为其他离散型制造生产线建设和管控系统设计提供借鉴。     

采矿船舱段有限元强度分析方法研究

采矿船于船舯处有大开口月池贯穿船底用于矿物开采,并且月池前后均匀分布4个矿物储存舱,采矿船兼有矿砂船和钻井船的共性。矿砂船横剖面形式采用方形截面设计,便于舱内矿物海上输入输出转运作业。舱段有限元相对于全船有限元更加方便快捷,航行状态下采矿船内、外载荷与矿砂船类似。因此对于航行状态,该文按照CCS船舶规范,从结构型式、模型范围、工况选取及参数设置等方面考量,并应用CCS-HCSR-TOOLS软件进行舱段有限元强度分析;根据计算分析结果得出采矿船前期设计需要特别关注的区域,为采矿船结构设计和强度分析提供思路和方向。     

船舶坞墩下水的结构分析及优化

建立全船有限元模型,模拟船舶船坞下水过程,对下水过程中的船体结构变形、坞墩支反力及船体结构强度进行校核。结果表明,艉部局部区域应力和坞墩支反力超衡准,存在破损风险。对艉部局部区域进行结构加强,对坞墩布置方案进行优化,对结构硬点进行消除,实现优化应力分布和均衡坞墩受力,可确保船舶下水过程中的船体及支撑系统安全。     

基于NURBS的船体曲面重构

面向船舶CAD、静力学计算、CAM和CFD等应用,文章以建立一个具有工程应用价值的船体曲面重构系统为宗旨,采用一种改进的蒙皮法,求解船体曲面造型的NURBS曲线、曲面的反算问题.其中,利用广义站改进了船体曲面的首尾控制网格;利用节点删除优化了相容性处理后的节点数目,为船体曲面的计算机重构提供了一种良好的方案.这对船体曲面面元的自动划分,CAM船体表面板格划分和CFD结构化计算网格的生成有着重要意义.     

不同航速下船体波浪诱导运动和载荷计算研究

应用三维时域水动力理论,以挪威船级社（DNV）的WASIM程序系统作为主要工具,分析研究了一条在国际航线上航行的某一集装箱船的水动力特性,包括船体运动与波浪诱导载荷的规律,给出了不同航速下的船体运动特性和剖面诱导载荷百年一遇长期预报结果,深入分析了船体的航速效应,为船体设计中船体波浪载荷设计提供了参考依据。