船舶管路安装工艺减振试验研究

船舶管路系统振动噪声控制问题极大影响船舶的声学性能，以某型船海水冷却管路为研究对象，对不同安装工艺参数下管路的振动响应进行试验研究，分析管内介质流速、管支架间距、弯管弯曲半径、抬升管抬升角度等多组工艺参数对振动传递的影响。结果表明：管支架间距、管支架刚度等对振动传递影响较大，弯管弯曲半径、抬升管抬升角度对管子后端的振动也有明显影响。获取的试验数据不仅为该型船动力管路的减振安装提供了工艺支撑，还为其他船型动力管路系统安装提供了低噪声建造工艺实施的参考，也为管路振动的理论研究提供了数据支撑。     

基于波分析的动态子结构法及其在船舶管系振动计算中的应用

为简化管路系统建模及提高计算精度,结合波分析法和动态子结构方法提出一套管路系统振动计算方法。将整个管系按直管段分解为连续动态子结构,将法兰、连接点、管支架及设备等效成集中质量或连接边界条件,将外激励等效成入射结构波。基于波分法在每个子结构中给出位移表达式,再通过边界条件合成总控制方程并求解。以简化Z型管系模型为对象进行仿真计算,并将计算结果与实测数据和有限元计算结果进行比较,三者趋势一致且峰值频率基本吻合,验证了该组合方法在自由度远低于有限元法的条件下仍保持较高的计算精度。研究同时发现,管支架刚度主要影响低频模态,而对高频区影响不明显。     

船内货油转运管路阻力分析与改进设计

为解决某型船货油转运系统阻力偏大的问题,对该货油转运系统进行管路阻力计算分析,分别从货油泵前吸入管路和泵后驳运管路两个角度对系统进行以降低管阻为目的的改进设计。提出了降低吸入滤器过滤精度、替换管路弯头附件和改进多泵并联管路布置形式的改进方案,可有效降低货油转运系统的阻力,为货油转运系统的设计和建造提供参考。     

腐蚀裂纹损伤下船舶管路抗冲击时变剩余强度研究

舰艇管路系统对冲击载荷作用非常敏感,遭受冲击载荷后通常会引起管路系统应力或变形过大而破坏,而裂纹和腐蚀作为常见的一种损伤缺陷导致结构承载力下降,降低管路系统的使用寿命。因此针对典型管路系统管路段,建立仿真精度较高的典型管路有限元模型,对典型管路系统管抗冲击性能进行分析;根据仿真分析结果,确定管路结构强度的薄弱节点或分段(称之为关键节点或关键结构)作为裂纹扩展的初始点。基于管路系统腐蚀和裂纹的发展规律和有限元计算方法,建立管路系统时变剩余强度预报模型,发展一种分别计及腐蚀、裂纹2种因素作用下,舰艇管路系统在三向冲击载荷作用下剩余强度的计算方法和实现流程。在此基础上,分别研究裂纹损伤、腐蚀损伤在不同服役年限下冲击载荷对舰艇管路时变剩余强度的影响规律。     

腐蚀裂纹损伤下船舶管路抗冲击时变剩余强度研究

舰艇管路系统对冲击载荷作用非常敏感,遭受冲击载荷后通常会引起管路系统应力或变形过大而破坏,而裂纹和腐蚀作为常见的一种损伤缺陷导致结构承载力下降,降低管路系统的使用寿命.因此针对典型管路系统管路段,建立仿真精度较高的典型管路有限元模型,对典型管路系统管抗冲击性能进行分析;根据仿真分析结果,确定管路结构强度的薄弱节点或分段(称之为关键节点或关键结构)作为裂纹扩展的初始点.基于管路系统腐蚀和裂纹的发展规律和有限元计算方法,建立管路系统时变剩余强度预报模型,发展一种分别计及腐蚀、裂纹2种因素作用下,舰艇管路系统在三向冲击载荷作用下剩余强度的计算方法和实现流程.在此基础上,分别研究裂纹损伤、腐蚀损伤在不同服役年限下冲击载荷对舰艇管路时变剩余强度的影响规律.     

船舶典型管路冲击动力响应和变形特性数值模拟方法及试验研究

根据船舶典型管路段按1∶10比例设计管路试验模型,冲击试验台上分别进行了不同管夹及支吊架的布置方式下的冲击试验,并对试验结果进行分析,给出典型管路系统冲击响应及变形特点,在此基础上采用时域法结合接触有限元建模技术,对试验模型管路在试验工况下的冲击响应、动态变形进行了数值模拟并与试验结果进行对比分析,结果表明:数值模拟结果的仿真精度较高同时可以很好的模拟管路系统的破坏形式和变形特点.     

成品油船甲板管单元支架和步桥单元支架优化设计

文章以成品油船甲板管单元支架和步桥单元支架为研究对象,在Patran软件中把油船甲板上的管单元支架和管子,以及步桥单元支架、支撑结构都用细网格模拟出来,导入到CSR FE analysis软件中进行三舱段细网格分析,根据分析评估和相关规范要求,对管单元支架和步桥单元支架进行多次优化分析,结构强度满足设计要求,管单元支架和步桥单元支架的结构尺寸减小,结构重量减轻,达到优化设计的目的。     

基于Ansys的管路支架的模态分析

利用Ansys软件对船舶中两种常见的管路支架进行模态分析,讨论接触的处理方式、有无螺栓、预紧力的大小、橡胶圈的层数(厚度)和橡胶垫的类型等因素对两种管路支架固有频率的影响。结果表明,橡胶圈的层数(厚度)是影响管路支架固有频率的主要因素,而含预应力的模态计算是研究这种装配体结构固有性质的一种比较合理的处理方法。     

某大型LNG船穹顶甲板挥发气管道振动特性分析

穹顶甲板挥发气管道系统是大型LNG船液货围护系统的重要组成部分。文中对某大型LNG穹顶甲板挥发气管道系统振动特性分析研究,使用有限元法计算了不同影响因素下管系的固有频率,分析了各影响因素的重要性。计算结果表明综合考虑管路支架和甲板结构的影响能更精确的预报管路系统的固有频率,为管道系统的防振设计提供了依据。     

锥管中流动工作介质的声传递特性研究

锥管是船舶管路系统中的典型管件,对其声传递特性的研究是管路系统声学设计和分析的组成内容之一。文章考虑锥管截面积沿长度变化对平均流速的影响,推导了锥管的声传递矩阵;以无反射终端为条件,获得管路元件传递损失的理论公式。通过算例说明了流动马赫数和锥角大小对锥管声传递特性的影响。     

FPSO货油系统管系应力及泵口载荷的分析改进

货油系统作为FPSO最重要的系统之一,一旦出现故障,会使整个海上油田的生产作业陷入停顿或瘫痪的状态,将造成巨大的经济损失,对其进行应力分析,指导管系布置十分必要。本文以30万吨通用型FPSO货油系统为研究对象,应用CAESARII管道应力分析软件建立分析模型,考虑极端工况的加速度、船体变形和风载荷等,对其管系一次应力、二次应力和泵口载荷进行了分析,并对管系的布置进行了优化,提高了管系布置的效率和准确性,为FPSO其他管路系统及其他船型的管系布置提供参考依据。     

海洋平台压缩机管系气流脉动分析

在开发海上天然气资源过程中,压缩机管道振动会造成管道结构疲劳破坏、计测仪表失真或损坏等严重的危害,而气流脉动是导致往复式压缩机管系振动的根本原因。对气流脉动产生的原因进行简要分析,并根据转移矩阵法,在得到各管系单元的转移矩阵的基础上,采用MATLAB编程设计压缩机管系气柱固有频率的预报系统,对一段复杂管系的气柱固有频率进行计算,将其与试验值相对比,验证该预报系统的可靠性。采用Bentley PULS XM软件对某海洋平台的部分压缩机管道系统进行压力脉动计算,并将计算结果与规范要求相比较,对其管道系统的不合理的部分进行优化。     

海洋平台栈桥管道应力分析的模拟方法

栈桥是连接海上油气田两个或多个平台间油气水管线、电控线缆和人员通行的通道.平台间在风、波浪、船舶靠泊等荷载作用下会发生相对运动,通过栈桥的管道会承受平台间相对运动产生的位移荷载,管道应力水平是否满足规范要求在应力分析中需要重点考虑.应用CAESAR II软件,结合旅大27-2/32-2油田开发项目栈桥管道柔性计算实例,介绍了栈桥管道应力分析的模拟方法,并根据计算结果对管道布置提出建议和进行优化,为以后栈桥管道的设计提供计算方法和参考.     

一种船用LNG管路管夹布局优化方法

船用LNG管路的应力大小和分布对于管夹的布局非常敏感,提出一种船用低温管路管夹布局优化方法,建立以管路应力为目标函数,管夹数量和位置为变量的优化模型,并提出一种基因同化-遗传算法。在该算法中,管夹的数量和位置可同时进行优化。将该方法应用于某LNG液相管路,有效的降低了管路的应力。     

基于ITOC的船舶管系生产进度控制系统研究(英文)

Manufacturing of ship piping systems is one of the major production activities in shipbuilding. The schedule of pipe production has an important impact on the master schedule of shipbuilding. In this research, the ITOC concept was introduced to solve the scheduling problems of a piping factory, and an intelligent scheduling system was developed. The system, in which a product model, an operation model, a factory model, and a knowledge database of piping production were integrated, automated the planning process and production scheduling. Details of the above points were discussed. Moreover, an application of the system in a piping factory, which achieved a higher level of performance as measured by tardiness, lead time, and inventory, was demonstrated.     

基于四端参数法的管路支架隔振性能研究

管路支架是管道与船体之间振动能量交互传递的通道,从隔振的角度可以把它看成是一种特殊的隔振器。利用四端参数法建立管路支架隔振系统的振动传递力学模型,推导管路支架的力和位移的传递率。在此基础上,分析管路支架的刚度、阻尼、管道弹性以及基础弹性等因素对力传递率和位移传递率的影响,并通过仿真计算验证了理论求解的相关结论。分析结果表明,管路支架的刚度是影响其隔振性能的主要因素,同时管道和基础的弹性也会产生一定的影响。     

大型LNG船玻璃钢压载水管道应力校核方法

玻璃钢管作为大型液化天然气(LNG)船压载水管道,在其应用过程中易出现部分管道破裂以及管道支架损坏的问题,针对该问题,以某大型LNG船为例,采用管道应力分析软件CAESARII建立压载水系统玻璃钢管道有限元模型。根据实际建造营运方式,考虑船舶运动加速度、船体变形、温度和压力等载荷,确定能覆盖所有建造运营条件的载荷工况。采用ISO 14692标准作为大型LNG船玻璃钢压载水管应力校核设计的标准,分析压载水管道的应力水平以及作用在管道支架上的负荷,对应力超标处的管道进行优化布置,对承受大负荷的管道支架进行结构加强设计。实船应用结果表明,该方法的应用效果良好,可推广到其他类型船舶的玻璃钢压载水管道系统的设计中。     

基于变流阻系数的船舶海水冷却管网水力特性研究

准确计算管网摩阻系数,对具有复杂流态船舶流体管网的优化设计、运行、管理及工作特性实时调节和准确计算都有重要意义。本文提出采用“变流阻系数”方法,在计算中实时更新任意迭代时步的各管网分支流阻系数,基于图论理论,在MATLAB软件中编程实现。理论计算与实验结果进行了对比,两者具有较好的一致性。研究发现,相比定流阻系数方法,利用变流阻系数网络解算算法对船舶海水冷却管网进行水力分析,可以大大减小解算误差,提高解算精度。     

深水管中管结构动态边界条件非线性时域分析

随着海洋油气开发工程作业水深的增加,管中管结构承受的波浪、海流深海环境载荷增大,可能会引发强度破坏以及疲劳损伤,造成重大损失,所以开展深水条件下管中管系统的力学行为分析研究是有必要的。本文考虑了顶部张紧力和动态边界,利用有限元模型来模拟管中管结构及其力学行为。并利用接触单元模拟内外管接触的约束条件。综合统计了管柱的接触碰撞位置和应力危险位置,提出了新型扶正器的布置方案,以达到减缓碰撞保护管柱的目的,并对比了等距离设置扶正器的方案。通过对比研究发现本文提出的扶正方案有效减缓了内外管的应力等级,对于实际工程和研究具有一定指导价值。     

自升式海洋平台发电机组排烟管长距离布置研究

本文以一个已经投用圆柱桩腿自升式平台为例,针对以往平台柴油发电机组排烟管就近位置布置,占用平台有用空间的现状;通过对平台结构及空间的分析,对柴油发电机组排烟管进行长距离布置。通过理论计算,完全满足设备的使用要求下,且该布置方案运用于该自升式海洋平台,使用效果良好。该方案的运用,完全可以保证发电机组的可靠运行,能够确保整个平台的安全生产作业。