筒状桅杆结构强度的有限元分析及探讨

筒状桅杆在船舶上应用广泛,其形式多为外围加筋板和内隔板结构。文中以有限元方法对多种模型进行强度计算,探讨了影响筒形桅杆强度设计的一些因素,通过使用加强筋来加固桅杆的强度,得到各种结构形式的应力和重量,并通过计算对比获得最佳方案。计算结果与理论分析的一致性,证实该方法对提高桅杆设计中的合理性有一定参考意义。     

DDG-53舰桅杆和桅杆天线的模态试验

琼．保．琼斯号舰主桅杆结构和桅杆上天线的模态试验是一项大型工程的一部分，即精确地确定所建造桅杆／天线系统的动态特性和它在振动与水下爆炸冲击环境下的适存性，以前对ＤＤＧ－５１级舰进行了桅杆和天线的数学分析，估算了冲击试验下的加速度响应水平，计算表明某些部位的响应超标。而现在提供的模态试验结果则进一步提供了包括结构模态振型频率和阻尼的动响应特性。用以表示船舶结构柔性的试验数据包括支承桅杆的甲板舱。另外     

运行模态分析技术在船舶结构振动中的应用

运行模态分析是一种仅基于环境激励下结构的响应来提取模态参数的方法．通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程中所受激励十分复杂,除受海浪等随机激励外,还受到来自螺旋桨、主机等确定的单频激励。因此航行中的船舶所受激励应假设为白噪声和确定频率的激励同时存在。讨论运行模态分析方法在船舶结构中应用的可行性;在白噪声激励假设下,提出使用自互谱密度法来进行结构模态参数识别,并用简支梁实验对上述方法进行验证。最后将该方法运用于对某船航行中桅杆的振动响应数据进行分析和讨论。     

桅杆振动计算边界条件研究

文章通过对多种边界条件的模型进行振动模态计算,探讨了影响桅杆一阶振动频率的因素,并且通过增加弹簧支撑来代替桅杆底部和侧面的支撑船体结构,结果令人满意.同时探讨了一种更加简化的桅杆模型来进行振动模态计算,使计算量大大减少,方便了桅杆设计.     

综合集成桅杆振动特性研究

采用锤击法对由复合材料和钢材两种材料制造的综合集成桅杆进行了模态实验,将实验结果与有限元计算结果进行对比,二者吻合良好.并研究了板厚和骨材尺寸大小,设备重量以及桅杆外形对桅杆振动特性的影响规律.结果表明,桅杆总体首阶固有频率对板厚和骨材尺寸的变化不敏感,但受主雷达质量比和桅杆外形的影响较大.     

可倒式雷达桅杆装置在拖轮上的应用

船舶在航行、系泊或执行特殊作业时，雷达桅的高度会对船舶造成影响，限制船舶的行动。可倒式雷达桅杆装置可在船舶需要穿越狭小空间和执行特殊作业等情况下将桅杆放倒，在正常航行时将桅杆竖立固定，极大提升船舶在各种复杂环境和作业工况下的性能。     

复合材料帆船桅杆强度可靠性分析

针对帆船桅杆失效事件,基于船舶领域可靠度理论,对复合材料帆船桅杆的可靠度进行计算。建立复合材料帆船桅杆的有限元模型,对某一铺层方案进行强度校核。基于可靠性理论,采用JC法和Matlab软件对复合材料帆船桅杆的强度可靠性进行分析,最终得到复合材料桅杆的可靠性指标。该研究能避免传统强度校核采用的确定性方法不能保证结构每个位置在一定概率下都是安全的缺点,对复合材料桅杆的结构可靠性研究具有一定的参考价值。     

巴拿马型风帆助航散货船稳性及桅杆结构安全分析

以某巴拿马型散货船为研究对象,研究其在加装风帆助航装置后的船舶稳性及风帆结构物在不同风级下的安全性,利用COMPASS进行船舶稳性衡准分析,利用ANSYS进行风帆桅杆的建模和应力、变形仿真分析,结果表明该风帆的结构布置满足船舶稳性要求,9级风以下桅杆顶端变形满足要求,并提出风帆控制的必要措施.     

复合材料—钢混合结构封闭式桅杆振动特性研究

由于隐身性的需求,复合材料—钢混合结构的封闭式桅杆逐渐在舰船上使用。开展了复合材料—钢混合结构封闭式桅杆的模态试验,通过实验检验了桅杆数值计算模型,并采用数值方法研究了雷达罩复合材料夹层板板厚对桅杆和顶部雷达罩振动特性的影响规律,通过研究发现复合材料夹层板振动特性良好。此外,根据八边形桅杆的数值计算结果提出了雷达罩总体和局部振动频率的预测方法,通过四边形和六边形桅杆的检验,证明此种预测方法具有普遍意义,为封闭式综合集成桅杆的结构设计提供了有益的参考。     

基于环境激励网架结构的船舶结构模态分析

船舶结构的模态分析主要是指船体结构的振动特性分析,随着海上航运业的迅速发展,对船舶的质量有更高的要求,船舶的振动不仅会产生大量的噪声,还会导致船体连接的结构出现松动等问题,甚至导致船体的损坏。船舶的振动激励主要是指海浪、海风、船舶动力系统等激励,为了提高船舶结构的振动特性,本文研究了基于环境激励网架结构的船舶结构振动模态,分别对环境激励、船舶振动信号采集、模态参数识别等内容进行了研究,并对船舶结构的模态进行了仿真试验。本文对于改善环境激励下的船舶结构振动特性有一定的参考意义。     

国外光电桅杆设计特色分析

系统分析美国、英国、俄罗斯等国在光电桅杆设计方面的特色。这些设计方面的成功实例，正是值得我们借鉴的，而目前国内对此论述和研究尚少。笔者通过对国外光电桅杆技术的跟踪研究，对国外光电桅杆技术的设计优点进行了系统分析，对国内的光电桅杆设计与研究也会有所启示。     

舰船永磁同步推进电机负载仿真控制器的存储器扩展技术

大容量永磁同步电动机(PMSM)因其具有良好的性能在舰船电力推进领域得到愈来愈广泛的应用,因此,开发驱动电机负载特性仿真控制器的研究成为热点。本文在分析80C196KC单片机存储空间分配和4种总线方式的基础上,结合负载仿真控制器的系统应用,给出了相应扩展方法的地址定位表及控制电路,实验结论很好地验证了设计的正确性。     

基于全耦合分析技术的折叠式夹层板船体结构碰撞性能研究

船舶碰撞事故往往会带来灾难性的后果,船舶碰撞性能以及耐撞结构设计方面的研究一直受到国内外学者的重视。本文基于全耦合数值仿真分析技术,以一多用途船舷侧结构为研究对象,设计出两种夹层板新式抗冲击舷侧结构,并对原结构和新式结构的碰撞性能进行比较。研究结果表明,新式舷侧结构发生损伤变形的区域较大,参与抵抗撞击的构件增多,损伤变形程度有所降低,且在总重量相当的条件下总吸能有大幅提高,可以有效缓解高能碰撞对结构的危害。     

吃水受限内河船舶航行性能综合优化的分层并行混沌算法

船舶航行性能综合优化设计分析是一项非常重要的工作。基于分层思想、并行算法和混沌算法,建立了吃水受限内河船舶性能综合优化的数学模型,设计了一种求解此类问题的基于敏感变量分段的分层并行混沌复合算法。编制了界面友好的VC＋＋软件。对于吃水受限内河船舶快速性和操纵性综合优化问题,进行了遗传算法、混沌算法、并行混沌算法和分层并行混沌算法的大量优化计算,结果表明：该复合算法计算可靠、效率高;为吃水受限内河大型船舶综合优良船型设计奠定了良好基础。     

基于指数函数非线性反馈的船舶航向保持控制

为研究船舶航向保持控制问题,本文以“育鹏”轮为研究对象,建立了其非线性Nomoto船舶模型,设计了基于闭环增益成形算法的指数函数非线性反馈控制器,并以“育鹏”轮的非线性模型为被控制对象,用Matlab的Simulink工具箱进行系统仿真研究。系统仿真结果表明,建立的非线性Nomoto数学模型精度良好,设计的控制器进行船舶航向保持控制时效果优异,并且更节能。使用这种方法设计的控制器,可以很好地进行船舶航向保持控制,对今后的船舶运动仿真和控制器的设计具有重要意义。     

基于参数化船型的阻力优化研究

船型几何模型的参数化表达,是船型多学科设计优化的基础。其作用是为各学科分析和优化提供一个统一的几何模型,并根据各学科分析结果自动修改调整船体型线。文中尝试使用Friendship进行船体完全参数化建模,并使用该软件中的feature编程功能编程实现shipflow型值数据的提取;通过改变一系列重要的船型参数实现变换船型几何模型,以获得满足性能需求的船型。最后利用该软件的优化框架,采用切线搜索法 (Tangent Search, TSearch) 完成1300TEU集装箱船的兴波阻力优化,优化球首和前体船体曲面。结果表明,该参数化方法在改进船型水动力性能方面有很好的效果。     

近海工程船主要尺度要素及线型设计特点与分析

本文针对当前市场所需的海洋辅助工程船舶,特别是拖轮、救助船及守护船的线型设计特点进行了分析与研究,提供了该类船型的主要尺度及有关参数的范围,可供设计人员参考.同时还对不同的艏部形状及有无导管的船模试验结果进行了分析比较,指出海洋辅助工程船舶应根据不同的功能和使用要求,采用不同的船型和推进形式,以最大限度提高船舶航行性能,并使其使用性能更趋合理.     

Kolmogorov熵在船舶电力系统可靠性研究中的应用

混沌分析和非线性特性的故障识别一直是船舶电力系统可靠性研究中的重点和难点,本文应用Kolmogorov熵分析和研究船舶电力系统的可靠性.通过计算和分析不同状态下船舶电力系统的K熵,得到了船舶电力系统的混沌定量判据,使船舶电力系统混沌分析与电力系统的可靠性研究结合起来,为船舶电力系统可靠性研究提供新的方法和思路,同时将K熵的计算数值作为电力系统中故障的特征值来识别系统的故障.实验表明了该方法的有效性和可行性.     

绿色35,000吨散货船船体线型优化及设计研究

本文针对新一代绿色环保船型研发的需求,在已有性能较为优良的35000吨散货船的基础上,对船体线型作进一步的优化设计。利用势流计算原理及粘性流计算原理分别对船体周围流场特性进行计算分析,结合在船体线型设计方面的经验对原船线型作进一步的改型优化,并通过水池模型快速性试验验证获得了更为优良的船舶线型。经对线型改型优化,既降低了阻力又提高了推进效率,总的节能效果可达9%。说明线型改型优化已取得了较为明显的效果。此外,采用粘性流计算原理进行数值计算应较势流计算原理更为全面合理。特别对原来快速性能已较优良,方形系数CB较大的船型来说,采用粘性流的计算分析法能获得更为合理的结果。     

2 500 TEU集装箱船的总体设计

随着人们对环境保护的日益重视,越来越多的法规对船舶设计提出更高的环保要求.通过2 500 TEU集装箱船的总体设计,对装载和破舱稳性等总体性能等进行了设计计算,使该船布置合理紧凑,各项指标达到国际先进水平.但燃油舱划分和分布要满足有关新规划,还需作适当调整.