大型矿砂船甲板开口角隅应力计算的探讨

甲板开口角隅处应力集中问题一直倍受国内外造船界的关注,本文通过对一艘大型矿砂船甲板开口角隅处进行有限元模拟与计算,比较了角隅处网格大小不同时的应力和角隅处同样的有限元模型板厚不同时的应力,计算结果形象地显示出角隅处的应力集中现象。     

内压下矩形耐压舱角隅结构形状和拓扑优化设计

为解决内压下矩形耐压舱角隅结构应力集中的问题,提出了角隅结构形状优化和拓扑优化的数学模型。采用子模型技术对结构进行精细化静强度应力分析,以角隅边界形状的变化作为设计变量,极小化角隅结构的应力,得到的最佳角隅形状为弧形。在此基础上,极小化角隅结构的应力,对耐压舱角隅肘板进行拓扑优化设计,寻求肘板材料的最优分布和管路铺设的空间,得到了具有内部圆形开孔和去掉三角形尖角的新型肘板结构。弧形角隅形状和开孔新型式的肘板有效地降低了角隅结构的应力集中。建议的方法可为类似结构的优化设计提供参考。     

甲板开口围缘扁钢加强方式研究

针对开大长矩形口的甲板结构,在开口内缘加设围缘扁钢,可以降低角隅处的应力集中。采用参数化分析方法,基于结构有限元数值计算结果,研究不同甲板厚度、开口尺寸和角隅半径时,扁钢长、宽、厚尺寸参数对应力集中的影响,并分析其原因。研究结果表明,随着扁钢尺寸的增大,开口处应力集中系数为先减小后增大,合理地设计扁钢加强方式才能有效降低应力集中。通过参数化计算,提出开口处围缘扁钢加强方式优化设计思想,给出最佳扁钢宽度值、厚度的设计公式及设计图谱,可以为甲板开口加强设计提供参考。     

舰船甲板大开口应力集中的理论分析

本文针对某型舰船甲板大开口在总纵弯曲力矩作用下的应力集中现象，抽象出力学计算模型。应用先进的有限元分析系统，采用二次计算的方法，详细分析了大开口处各种角隅形状的应力分布，获得了相应的应力集中系数。     

双体船大开口角隅节点疲劳强度优化方法研究

与同样吨位的单体船相比,双体船具有更大的甲板面积、更大的舱容。在双体船大开口角隅位置,由于应力集中,更容易引起疲劳损伤的迅速积累。因此,在结构设计中,角隅位置的疲劳强度一直是工程界关心的部分。本文使用谱分析方法研究双体船角隅节点的疲劳强度。在疲劳校核基础上对角隅位置进行优化设计,研究增加板厚和增设肘板对角隅处疲劳强度的影响。在此基础上分析不同优化方法的适用性,为船舶设计与安全性能提供适当的建议。     

双体船大开口角隅节点疲劳强度优化方法研究

与同样吨位的单体船相比,双体船具有更大的甲板面积、更大的舱容。在双体船大开口角隅位置,由于应力集中,更容易引起疲劳损伤的迅速积累。因此,在结构设计中,角隅位置的疲劳强度一直是工程界关心的部分。本文使用谱分析方法研究双体船角隅节点的疲劳强度。在疲劳校核基础上对角隅位置进行优化设计,研究增加板厚和增设肘板对角隅处疲劳强度的影响。在此基础上分析不同优化方法的适用性,为船舶设计与安全性能提供适当的建议。     

舰船大开口结构设计和试验研究

着重研究大开口区船体的总纵强度、大开口扭转强度、甲板稳定性、大开口角隅的应力集中及应采取的加强措施。同时还应用混合几何相似理论进行了立体舱段光弹性试验，测量了舰船大开口区各部分的应力，并根据应力分布确定了舰舶大开口区的结构加强方法和角隅补强形式。     

集装箱船舱口角隅应力集中系数的有限元分析的精度

集装箱船舱口角隅的应力集中是船舶结构强度的一个重要问题。随着有限元技术的发展，目前舱口角隅的应力集中系数大都可以通过有限元计算直接获得。由于有限元分析过程中存在着大量不确定性，通过控制其有限元分析各个步骤的质量来保证有限元分析的精度，已经成为一个重要的研究方向。本文利用现有有限元分析软件（ABAQUS），通过对不同模型简化方法的讨论，给出了正确计算舱口角隅结构应力集中系数的模型简化方法，并在此基础上讨论了网格尺度对应力集中系数的影响。     

船体舭部不规则开口群应力集中及改进措施研究

船体中０．５Ｌ区域内舭部不规则开口群破坏了外板的连续性，在急剧变化断面处就生应力集中。通过光弹性模型试件试验，获得各开口角隅处应力集中系数值。经研究，分析提出的改进措施取得了明显的效果，供有关人员在设计中参考。     

超大型集装箱船上甲板舱口角隅疲劳强度评估

基于ABS规范,采用MD/Nastran有限元分析软件建立细化有限元模型,结合惯性释放技术,对万箱级集装箱船上甲板机舱前端及起居室后端椭圆形舱口角隅疲劳强度进行评估,并对起居室后端舱口角隅结构采取4种可行的优化措施以改善该处的疲劳强度。     

基于邻域培植遗传算法的半潜式平台生活楼肘板优化研究

随着半潜式平台的大型化发展,平台生活楼开始参与平台总体变形,在角隅等不连续位置易产生应力集中现象,从而影响平台结构安全。为改善生活楼与主平台甲板连接角隅处的应力集中问题,本文分析了影响生活楼与甲板连接区域危险的波浪工况及应力水平;在应力集中区域,设置连接肘板,并对肘板的尺寸和形状进行参数化建模,基于领域培植遗传算法进行多目标优化求解,分析不同权重比下的优化结果;结合规范要求的典型设计波工况,对优化后的肘板在不同工况下的应力集中改善效果进行评价。本文的相关的优化流程和分析方法可为海洋平台局部结构的优化设计提供一定的参考     

FPSO甲板开孔板架孔边的应力集中优化

应力集中现象在船舶等大型海洋结构物中非常普遍,为减小应力集中系数,避免因应力集中而产生疲劳裂纹等破坏,需在船舶结构设计中对开孔区域的应力集中进行校核并设置加强方案。以某一浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)工程项目中艏楼甲板上的开孔板架为例,提出几种可行的加强方案;利用有限元分析软件对各优化方案孔边的应力集中系数进行计算,并分析不同方案对应力集中系数的优化效果。通过计算和优化得到符合设计要求的应力集中加强方式,分析结果表明,采用复合加强方式能大幅度降低开孔处的应力集中。     

散货船舱口角隅及纵向围板趾端疲劳强度评估及优化

按照CSR BCOT规范(油船和散货船协调共同规范)对某单壳散货船的甲板舱口角隅和纵向舱口围板趾端进行疲劳强度评估及结构形式的多方案比较优化,同时介绍CSR BCOT规范相较之前的CSR-BC规范(散货船共同规范)对散货船甲板舱口角隅强度的影响,供其他结构设计者参考。     

船体平板龙骨上不规则开口群应力集中及强度分析报告

船体平板龙骨上不规则开口群破坏了船底板的连续性,在急剧变化断面处产生应力集中,通过有限元分析结合光弹试验,获得各开口角隅处应力系数值。经研究、分析提出的改进措施取得了明显的效果,供有关人员在设计中参考。     

1700TEU集装箱船甲板舱口角隅疲劳强度评估

在消化吸收德国劳氏船级社（GL）规范的基础上,对沪东造船厂建造的1700TEU集装箱船大开口甲板舱口角隅进行了疲劳强度分析和评估,并讨论了主要参数对采用简化疲劳强度评估方法所得到的评估结果的影响。计算结果表明,该方法对集装箱船大开口甲板舱口角隅处的结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

船体平板龙骨上不规则开口群应力集中及强化分析报告

船体平板龙骨上不规则开口群破坏了船底板的连续性，在急剧变化断面处产生应力集中，通过有限元分析结合光弹试验，获得开口角隅处应力系数值。经研究、分析提出的改进措施取得了明显的效果，供有关人员在设计中参考。     

多工况下基于子模型的矿砂船舱口角隅形状尺寸耦合优化分析

[目的]针对以往优化船舶舱口角隅时只对角隅肘板形状进行优化的不足,提出一种角隅形状尺寸耦合优化方法。[方法]首先,提出适于优化的子模型选取原则和方法,并据此构建优化模型,解决以往不能保证子模型用于优化时的精度问题。然后,采用新的工况筛选方法选择用于优化的危险工况,解决船舶多工况计算量大的问题。最后,使用模拟退火算法对舱口角隅进行耦合优化,得到最优的形状尺寸设计,同时通过灵敏度分析筛选对应力敏感的设计变量,并只对其优化,得到与优化所有变量相近的结果,基于此给出矿砂船角隅的必要优化结构。[结果]结果显示,所提出的舱口角隅形状尺寸耦合优化方法,能在同等质量限制条件下使角隅应力水平下降更多,且计算成本低。[结论]所得结论可为实际矿砂船和其他船舶的结构优化设计提供参考。     

大开口船舱口角隅应力集中问题研究

建立了大开口船舶舱口角隅应力集中有限元计算模型,讨论了４种应力释放孔孔形以及无应力释放孔时舱口角隅处的应力分布情况,并讨论了加加厚板后的应力分布情况。从实用角度分析了应力释放孔和加加厚板的效果,为解决大开口船舶舱口角隅处应力集中问题提供了计算依据。     

多开口甲板板架结构极限承载力实验研究

[目的]为了研究多开口结构形式对甲板板架结构极限承载能力的影响,[方法]以2种不同开口形式的双层板架模型为研究对象,对其在轴向压缩载荷作用下的极限承载能力进行实验研究,对比分析双开口甲板结构和舷侧开口板架结构的失稳破坏模式及极限承载能力,得到多开口甲板板架结构在逐步崩溃过程中甲板各处应力的变化规律。[结果]实验结果表明:开口角隅处应力集中现象明显,随着轴向压缩载荷逐渐增大,开口中部甲板应力急剧上升,多开口结构最终均在最大开口的中部发生失稳破坏;甲板开口尺寸对结构初始轴向刚度的影响显著,舷侧开口结构则在弹塑性变形阶段对极限承载力的影响占主导地位。[结论]所提实验研究方法及结果可为此类甲板结构的设计提供参考。     

自升式平台的局部结构应力分析

利用有限元法对自升式海洋平台纵舱壁和横舱壁上开孔前后的应力进行计算,分析开孔形状及开孔处采用不同的加强方式对局部结构应力的影响,计算得到开孔不同形状及不同加强方式时结构的应力。在平台主体舱壁上开圆角矩形时应力较小,在开孔上增加面板可以显著降低孔边缘的应力。平台桩腿开孔时应力集中系数急剧增加,桩腿载荷不同对桩腿受力有很大影响。