船舶板梁组合结构的振动分析

采用Ｍｉｎｄｌｉｎ板单元和参考轴杆单元,建立了考虑板剪切变形、骨架剪切变形和骨架偏心影响的船舶板梁组合结构振动分析模型,并研究比较了不同船舶板梁组合结构振动分析有限元模型的计算精度。最后通过对某舱室甲板固有频率计算值和实测值的比较,讨论了船舶局部结构振动分析中边界条件处理问题。     

40000dwt散货船设计阶段船体振动分析控制

在40 000 dwt灵便型散货船设计建造过程中,为了控制船体出现的有害振动,对船体总体振动、上层建筑总体振动及船体艉部局部结构进行了振动预报分析.对船体总体振动和上层建筑总体振动进行分析,避免与主机和螺旋桨激励发生共振;对于船舶艉部结构,重点关注上层建筑各层甲板工作和生活等重要区域的振动情况,采用结构有限元法分析各层甲板的振动特性,设计时通过调整局部结构刚度并保证一定频率储备来避免共振,为船体结构减振设计提供依据.本文给出了设计阶段船舶总体、上层建筑总体及局部结构振动计算分析方法和过程,可对船舶设计者提供有益的参考.     

船舶水下辐射噪声特性研究

本文采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对船舶水下辐射噪声特性进行研究.首先应用五种类型的有限单元建立了接近于真实船舶结构的有限元模型(包括机舱动力设备),并应用有限元法完成了流-固耦合状态下,船舶结构振动位移响应数值计算.然后将有限元模型的外表面处理成边界元模型,并由船舶外表面位移响应计算得到用于水下辐射噪声计算的速度边界条件.最后利用边界元技术对船舶水下辐射噪声特性进行研究.本文预估了仅考虑推进柴油机激励、柴油发电机组激励、齿轮箱激励以及所有激励情况下的船舶水下辐射噪声,并将其数值计算与实际测量结果比较,比较结果符合良好.     

船舶结构振动特性研究

本文利用SHELL63、BEAM4、SOLID95、COMBIN14四种类型共64187个有限单元和30种几何参数建立了接近于真实船舶(包括机舱动力设备)的有限元模型。在考虑流一固耦合状态下，用有限元技术对船舶进行模态分析以及船舶对激励力的振动响应数值计算。在模态分析过程中，采用了矩阵缩减的方法来消除局部模态，以便获得整体弯曲和扭转振动模态。然后对主机单层隔振器和辅机双层隔振器的减振效果进行了预估。将建立的接近于真实船舶的有限元模型和尾部结构的三维有限元和梁组合模型的数值计算结果进行比较，得到一些重要结论。本文为船舶设计人员在船舶设计阶段，预报船舶结构振动提供了一条新的途径。     

船舶水下辐射噪声计算评估方法及应用

本文采用有限元(FEM)和边界元(BEM)相结合的方法对船舶水下辐射噪声进行研究。首先根据船舶的实际情况建立三维结构有限元模型,包括船体结构、压载、主要动力设备及其隔振方式等,然后结合实船测试的柴油发电机组、推进电机机脚振动和轴系中间支撑基座振动数值,及船模试验得到的螺旋桨脉动压力,计算获得流固耦合下结构的响应,最后将船体外壳水线以下结构响应作为约束条件,通过边界元的方法对水下辐射噪声进行计算和分析。从而对船舶设计阶段水下辐射噪声初步评估方法进行修正,同时对比水下辐射噪声实船测试结果,计算准确性较高,修正后的计算评估方法能进一步提高了设计阶段水下噪声的评估精度,为船舶水下辐射噪声控制提供了依据和参考。     

9000t成品油船局部振动评估及改进方法

船舶局部振动是结构设计过程中的一个重要参考指标。局部振动不但危害船员的身体健康,影响船上设备的正常工作,过度的振动会引起结构的疲劳破坏。因而在船舶设计初期,准确计算和预报船体结构的局部振动特性并有效控制有害振动,提高船舶设计水平具有重要意义。本文首先研究采用有限元法分析船体局部振动时需要考虑的技术因素和计算方法,并应用该方法对9 000 t成品油船的自由振动和受迫振动进行分析研究以评估其振动情况,对振动过高区域进行通过改变局部结构方式达到减振目的。     

船舶结构高阶动力分析的模型简化方法研究

针对船舶结构动力分析的模型简化条件及方法进行研究,通过讨论阻尼对结构动力响应分布的影响,从波动角度研究了以局部结构代替整体模型进行动力分析的模型简化条件,提出了船舶结构高阶动力分析模型简化的行波法.研究表明,阻尼可降低结构的动力响应,并使结构动力响应随距激扰力作用点的距离呈指数函数衰减;结构动力模型能否简化很大程度上取决于阻尼、激扰频率及结构物理参数等条件,激扰力在简化模型与原结构中产生的弯曲波传播距离相差整数倍波长时,简化模型的动力响应可最大限度地与原结构保证一致,进而提出了均质结构及板架等复杂结构动力分析的模型简化定量方法一行波法;并采用算例验证了其有效性.     

船舶尾板振动性能研究

船舶尾板能改善艉部伴流,是提高船舶航速的有效措施之一。本文通过应用有限元法和流体边界元法对船舶尾板的振动性能作较全面的分析研究,从而了解尾板自身的振动特性以及尾板对船体结构振动响应的影响,为尾板的设计提供结构动力性能方面的依据。     

拖轮尾拖钩支撑结构局部强度直接计算方法研究

拖轮主要用于拖带没有自航能力的船舶和浮体,或辅助大型船舶进出港口。拖曳设备往往布置在拖轮主甲板上的尾围壁上,且拖带力较大,对其支撑结构要求较高。通过加强的围壁结构应能满足使用和安全要求。本文运用有限元方法对拖钩支撑结构进行分析,分析了建模范围,载荷和边界条件的施加。运用Patran/MSC.Nastran软件对有限元模型进行计算,并对计算结果分析,验证构件强度满足相应规范的要求,此方法适用于拖轮尾拖钩支撑结构局部强度校核。     

300方耙吸挖泥船振动预报

为了在设计阶段有效地控制船体有害振动的出现，根据船舶振动的理论，结合挖泥船激励和结构特点，在方案设计和技术设计阶段对300方耙吸挖泥船主船体总振动分别利用Todd方法和迁移矩阵法进行了预报分析。基于三维空间板梁结构分析模型，用有限元技术对上层建筑甲板局部振动进行了计算，振动主要是通过频率储备来控制，评判标准采用CCS颁布的《船上有害振动的预防》建议值，本文进行的船舶有害振动控制方法可对其他型船设计提供参考。     

船用LNG储罐的疲劳强度分析研究

LNG储罐受到惯性力载荷的作用,其结构强度需要进行评估,但由于其几何形状及边界条件复杂,一直缺乏相应的评估体系。提出LNG储罐疲劳分析的一般方法,以某LNG储罐为例,进行了疲劳损伤的计算及校核分析,对单元选择、模型简化、约束定义、载荷施加等给出了指导性意见,并探讨了储罐的布置方向对疲劳损伤计算的影响,研究结果表明,储罐沿船舶纵向布置时对结构设计的要求较高,应尽量选择横向布置方式。     

非稳态导热温度场及热应力的有限元计算

热分析涉及到温度场求解和热应力计算,文章以喷射热气流对甲板结构的影响为研究对象,利用MSC的THERMAL和STRUCTURAL模块进行热分析,具体研究理论原理、模型简化、有限元网格划分和边界条件.计算结果表明,热应力对结构安全和性能的影响不容忽视,在设计中必须给予考虑,也为相关的温度载荷研究提供参考.     

Method to simplify ship outfitting and offshore plant equipment three-dimensional (3-D) computer-aided design (CAD) data for construction of an equipment catalog

The construction of an equipment catalog is necessary in ship outfitting and offshore plant design. We investigated the present status of equipment catalogs in shipyards and revealed several requirements for the catalogs, which are manually created and time-consuming. We defined the requirements by analyzing the construction procedure of the equipment catalog and conducted interviews with shipyard employees. In addition, problems with conventional equipment catalog construction are described, and a new procedure for the construction of an equipment catalog is introduced. By analyzing shipyard requirements, criteria for simplification (including volume, ports, and the outer boundary) are defined. Further analysis of technological factors for simplification is performed, and the results of implementing the simplification system are described. The proposed system is verified using three test cases used on site.     

梁结构的振动响应研究

研究有限均匀欧拉梁结构的振动响应。梁结构包括单跨梁和具有中间支座支撑的多跨梁结构。采用波动分析法来分析梁结构的振动响应。梁的边界条件采用边界阻抗来定义,建立了求解标准边界条件下有限梁结构在简谐外力激励时响应的统一方程,为分析计算具有标准边界条件的梁结构振动响应奠定基础。     

螺旋桨升力面理论边值问题的精细化处理

本文对螺旋桨升力面理论的边值问题,用全三维的边界条件,以及引入Kinnas的三维厚度影响计算到边界条件中提出了计算方法的途径.它可应用于正问题和逆问题的求解中.     

弹性边界刚度对充液圆柱壳耦合频率的影响分析

研究了弹性边界刚度对充液圆柱壳的振动特性影响。基于Flügge理论并考虑流体的影响,根据波动法建立弹性边界条件下充液圆柱壳的耦合振动特征方程,采用一种改进傅里叶级数的计算方法得到弹性边界条件下的轴向波数,将求得的轴向波数代入耦合方程并利用牛顿迭代法求解方程得到耦合频率。通过与两种边界条件下充液圆柱壳的计算结果进行对比,验证了文中研究方法的有效性和正确性。通过算例,分析了在边界约束刚度变化过程中,充液圆柱壳的耦合频率在不同轴向波数、壳体尺寸等因素下的变化规律。     

常用的边坡地震位移简化算法对比

对于强震区的边坡工程抗震设计,国际主流规范允许采用位移分析的方法。由于地震的复杂性,选用什么样的位移计算方法至关重要。针对这个问题,对比了国际主流规范和手册常用的位移简化算法,包括AmbraseysMenu公式、Jibson公式、NCHRP 611公式、Bray and Travasarou公式、Makdisiseed法以及Shang-Yu HsiehChyi-Tyi Lee公式等,并采用SLIDE软件进行对比验证,分析了不同简化算法的优缺点。同时结合地震波特性,提出了1种基于阿里亚斯烈度的边坡残余位移计算表达式,并采用马尼拉某项目的多组地震波和不同地质不同边坡高度下的位移分析结果拟合了一个简化公式。结论可为类似条件下边坡工程地震位移简化计算提供一定的参考。     

Influence of boundary conditions on the collapse behaviour of stiffened panels under combined loads

A series of finite element analyses are conducted to investigate the influence of boundary conditions and geometry of the model on the predicted collapse behaviour of stiffened panels. Periodic and symmetric boundary conditions in the longitudinal direction are used to calculate the ultimate strength of stiffened panels under combined biaxial thrust and lateral pressure. The calculated ultimate strength of stiffened panels are compared with those by different FEM (finite element method) code and are assessed. The periodic boundary condition in the longitudinal direction for two spans or bays model provides an appropriate modelling to a continuous stiffened panel and can consider both odd and even number of half waves and thus, is considered to introduce the smaller model uncertainty for the analysis of a continuous stiffened panel.     

自升式钻井平台桩靴结构强度分析

桩靴是钻井平台的重要支撑构件,其结构强度对整个钻井平台的安全起着至关重要的作用。以某自升式钻井平台桩靴为研究对象,根据ABS(美国船级社)规范要求,建立桩靴结构强度的力学模型,并合理简化,分析了预压载和自存两种工况下的设计载荷。利用有限元软件MSC.Patran/Nastran对两种工况下桩靴的强度进行分析,研究得到桩靴强度工程化分析流程以及结构强度特性,分析结果为自升式钻井平台的桩靴设计提供参考。