冲击载荷作用下船体变形的数值模拟研究

为了提高船体在冲击载荷作用下的刚度和强度,从而应用在船体的强化设计中,研究冲击载荷作用下船体变形的数值模拟方法,提出基于连续体模型应力评估的船体变形的数值模拟模型,进行船体变形的应力屈服力学分析,建立在冲击荷载下的船体变形的延性断裂行为学模型,采用断裂韧度的规则化测试方法进行船体变形的数值模拟,结合连续体模型应力评估方法进行船体变形的机械强度分析和屈服响应评估,实现船体变形关联约束参量的准确评估和数值模拟。仿真测试表明,采用该方法进行冲击载荷作用下船体变形的数值模拟的精准度较高,通过准确模拟船体变形应力参数进行机械强度设计,改善船体抗冲击载荷能力。     

船体长期监测系统的应用现状及发展趋势

船体长期监测系统(SHLTMS)用于对船体重要结构、关键构件及敏感部位进行结构应力实时监测和船体强度在线评估,时刻了解船体在各级海况下船体各部分的应力状态及运动状态.它对保障船体结构和人员安全、指导船舶的操纵以及船体寿命评估具有十分重要的意义.本文首先对船体长期监测系统进行概述,简要介绍船体长期监测系统的工程价值,接着对船舶长期监测系统的发展与应用现状进行分析,详细阐述国内外一些具有代表性的工程应用成果.最后对船舶长期监测系统存在的问题和未来发展趋势进行论述,为后续研究提供借鉴.     

船体长期监测系统的应用现状及发展趋势

船体长期监测系统(SHLTMS)用于对船体重要结构、关键构件及敏感部位进行结构应力实时监测和船体强度在线评估,时刻了解船体在各级海况下船体各部分的应力状态及运动状态。它对保障船体结构和人员安全、指导船舶的操纵以及船体寿命评估具有十分重要的意义。本文首先对船体长期监测系统进行概述,简要介绍船体长期监测系统的工程价值,接着对船舶长期监测系统的发展与应用现状进行分析,详细阐述国内外一些具有代表性的工程应用成果。最后对船舶长期监测系统存在的问题和未来发展趋势进行论述,为后续研究提供借鉴。     

破损船体剩余强度衡准研究

本文研究了船体破损非对称淹水和刚度损失引起的船体外载荷变化,并利用破损船体非对称弯曲极限强度计算方法详细分析碰撞、搁浅和爆炸破损对船体极限强度的影响.然后基于破损船体极值载荷和极限强度,给出破损船体剩余强度衡准,并对破损船体临界海况进行预报.     

螺旋桨/船体粘性流场的整体数值求解

螺旋桨和船体是相互作用的,孤立地对螺旋桨或船体流场进行数值模拟均无法有效地对它们的相互影响进行研究.本文采用周向平均的混合面处理方法,实现了螺旋桨/船体流场的整体计算,计算结果和试验数据进行了比较,表明该方法能很好地模拟螺旋桨和船体之间的相互影响,从而揭示了真实螺旋桨和船体之间相互干扰的内在规律.本文研究结果为研究螺旋桨和船体相互影响提供了更加精确和实用的研究手段.     

摄影测量技术在基于图像的船体变形测量技术的应用

船舶船体结构的稳定性是影响船舶航行的关键因素,受多种因素的影响,船体易出现变形问题,增大导航系统中参数的误差。为及时发现船体变形问题,要采用摄影测量技术对船体变形进行连续检测,快速识别坐标误差和修正,以保证船体结构的稳定性,有效控制船体变形。本文分析摄影测量技术的优势,提出了摄影测量技术在基于图像的船体变形测量技术中的具体应用,并进行船体变形测量的应用仿真分析,测量结果表明符合实际测量的要求。     

基于数据挖掘技术的船体毁伤修复能力评价

船体毁伤修复能力评价结果具有重要实际意义,针对当前模型无法准确描述船体毁伤修复能力,使得船体毁伤修复能力评价存在错误率高的缺陷,设计了一种基于数据挖掘技术的船体毁伤修复能力评价模型。首先对船体毁伤修复能力评价原理进行分析,构建船体毁伤修复能力评价的目标函数,然后采用数据挖掘技术中的最小二乘支持向量机对船体毁伤修复能力评价样本进行学习,并对最小二乘支持向量机进行在线性能优化,建立船体毁伤修复能力评价模型,最后在Matlab 2018平台对船体毁伤修复能力评价效果进行测试,测试结果表明,基于数据挖掘技术的船体毁伤修复能力评价正确率超过90%,降低了船体毁伤修复能力评价的时间复杂度,船体毁伤修复能力评价速度更快。     

船体结构特征数据库建立方法研究

目前,在舰船船体结构设计行业中,大多实现了数字化船体结构设计。数字化设计技术的普及,提高了船体结构设计的水平,不过由于船体结构的复杂性和特殊性,需要设计一个集成化的船体结构数据库来管理繁杂的构件数据。为实现这一目标,分析船体结构的组成,将1艘完整的船体分成多个段。对各段船体构件间复杂的空间关系进行分析,再按照功能和位置来归类船体数据。在此基础上,实现船体结构特征数据库的设计,为船体设计过程提供有效帮助。     

一种基于惯性匹配的船体姿态基准传递方法

船体变形角的存在是造成船体局部姿态基准失准的根本原因。本文基于惯性姿态匹配法,提出一种抑制船体变形影响、实现高精度姿态基准传递的方法。首先对光学设备测得的船体变形角数据进行频域分析,实现船体变形角高精度建模。然后利用中心主惯导和船体局部捷联惯导的姿态输出构建卡尔曼滤波方程,实现船体变形角的实时高精度估计。最后仿真验证了船体变形角建模方法和姿态匹配算法的可行性,为船体局部高精度姿态信息获取提供理论参考。     

物理压力下船体外侧抗压能力的非线性建模

物理压力下船体外侧抗压能力具有比较强的非线性变化特点,而当前物理压力下船体外侧抗压能力估计方法没有考虑该特点,使得估计误差大,为了提高物理压力下船体外侧抗压能力估计结果,设计一种物理压力下船体外侧抗压能力估计的非线性建模方法。首先收集物理压力下船体外侧抗压能力的历史样本数据,并采用灰色模型对物理压力下船体外侧抗压能力进行估计,然后采用神经网络对物理压力下船体外侧抗压能力进行估计,并通过加权对灰色模型和神经网络的物理压力下船体外侧抗压能力估计结果进行组合,最后进行物理压力下船体外侧抗压能力估计效果的验证性测试,结果表明,相对于其他方法,本文方法能够更加准确描述物理压力下船体外侧抗压能力的非线性变化特点,提高了物理压力下船体外侧抗压能力估计精度,具有一定的实际应用价值。     

内河船舶船体建造检验节点的控制策略分析

造船业随着改革开放快速发展,造船和检验的技术和工艺不断更新。为了确保船舶的整体质量,需要对内河船舶船体船体进行建造检验,以确保船舶的建造品质。内河船舶船体的建造环节复杂、工序精细、工艺要求高,对每一个建造环节进行检验可以充分确保船体的质量。本文根据船舶船体建造检验的经验,对内河船舶船体建造的一些关键检验节点的控制措施进行分析,以供工程技术人员参考。     

船体钢结构的防腐方法及性能

传统的船体钢结构防腐方法存在着防腐性能差的缺陷,为此提出船体钢结构防腐方法及性能研究。采用RUST-X水性带锈底漆对船体钢结构表面进行预处理,采用水性金属防腐涂对预处理后的船体钢结构表面进行刷涂,将其与海水、氧气、电解质等进行屏蔽,以屏蔽后的船体钢结构为基础,采用阳极、阴极保护与覆盖层保护结合的方法对船体钢结构电化学反应进行抑制,实现了船体钢结构的防腐。采用实验对防腐方法的性能进行验证,通过实验得到提出的船体钢结构防腐方法的船体钢结构厚度比传统方法多出100 mm,产生的腐蚀产物重量比传统方法少了2.8 g,说明提出的船体钢结构防腐方法具备极好的防腐性能。     

基于船体极限强度和碰撞剩余强度的HCSR对比分析

2013版HCSR对极限强度和船体梁载荷计算的诸多安全系数和公式做出了新的修正。第五章船体梁强度新增加针对船体梁剩余强度的计算和校核。本文基于Smith法,根据2013版HCSR中船体梁载荷计算公式和极限强度计算流程的规定,考虑材料屈服、结构单元屈曲及后屈曲的特性,应用Fortran程序设计语言编写船体极限强度计算程序,以某76 000 t散货船为例,对完整船体的极限强度进行计算,对碰撞状态下破损船体的剩余强度进行计算并校核承载能力。通过对比ABS和DNV规范中的碰撞模型,2013版HCSR指定的剩余强度校核公式及船体梁载荷计算公式中选取的校核公式更严格。     

船体结构疲劳评估与强度在线监测系统

大型船舶的服役寿命在20年以上,为了确保船舶营运过程的结构安全性,必须要对船体结构的疲劳特性和强度特性进行加强。本文针对船体结构的疲劳、强度特性问题,设计了一种在线式的船舶监测系统,该系统采用光纤光栅传感器采集船体结构的应力、应变,并结合数据分析和处理系统进行船体结构的疲劳评估,及时发现船体结构中的裂纹等缺陷,提升船体的安全性。     

直接通电式消磁的船体电阻计算方法研究

为了实现直接通电式消磁的船体电阻计算分析,提出了一种船体电阻仿真计算方法,编写了计算船体电阻的程序。对一些典型舰船的船体电阻进行了仿真计算,并与实际结果进行比较。数值仿真结果和实际结果比较表明,所提出的直接通电式消磁的船体电阻计算方法能较好地计算船体电阻,验证了所提出计算方法的可行性。所得结果对直接通电式消磁的船体电阻计算具有一定的理论指导意义。     

建造中的船体在船台上的应力松驰现象研究

为得到建造中的船体在船台上的船体变形数据,基于FBG技术设计了船体在船台上的蠕变和应力松驰现象的监测系统,将该系统布置在实际船体结构上,测量了在船台上受结构蠕变和结构应力松驰现象综合作用所造成的船体结构变形,分析了监测过程中造成船体结构变形的因素,指出应力松驰是主要因素。数据分析表明:利用FBG传感技术进行船体变形长期监测是可行的;船体在船台上存在结构蠕变和应力松驰现象。最后,并基于壳体理论估算了船台上的船体结构的内应力释放速率。     

上层建筑一体化船型的船体梁总纵强度计算方法研究

目前许多船型进行上层建筑一体化结构设计,把上层建筑和主船体连成一体,舷侧线型从主船体一直延伸到上层建筑甲板。在按现有规范进行船体梁总强度校核时,会遇到如何计算包含上层建筑的船体梁剖面模数和总强度应力等问题。文章引入了上层建筑面积折减系数和上层建筑有效度系数,建立了它们之间的数值关系,给出了上层建筑一体化船型的上层建筑船体梁横剖面参数和参与总强度有效度的工程计算方法,可应用于该类船型的设计计算和船体梁总强度校核。     

船台及船体各状态参数对船舶下水运动的影响

采用CFD方法对船体从船台上纵向重力式下水这一运动过程进行动态数值模拟.以RANS方程和标准湍流模型作为控制方程,并采用VOF方程处理自由液面,通过求解得到船体所受到的水动力.考虑船体下水时可能发生的横向运动,建立了完整的三维运动方程.通过数值计算,考察船台和船体的各个状态参数(两岸形状,船体重心位置,船体重量,船台倾角,船台摩擦系数,船体下水初始位置等)对船体下水运动的影响.根据预报的结果,绘制出船体下水运动参数(加速度,速度,滑程等)与状态参数的关系曲线,并对其进行分析,得到一些有意义的结论,以期能够用于指导实船下水工艺.     

MASTERSHIP软件在船体放样中的应用

根据目前我国各船厂和船舶设计研究所应用计算机辅助船体放样的现状,就MASTERSHIP软件在船体放样中的应用情况作了介绍,并以11万DWT油船船体放样为应用实例,阐述了MASTERSHIP软件进行船体放样的过程。利用该软件可以很好的胜任大型船舶的船体生产设计任务。     

船体梁与加筋板极限强度可靠性设计

本文应用结构可靠性分析方法,分别以船体梁和船体纵向加筋板极限承载能力为失效模式,对船体结构进行了安全评估和可靠性设计。应用所开发的新的改进可靠性计算方法,计算了基本物理量的不确定性对船体结构极限强度函数统计特征的影响,同时结合所开发的用于直接估算船体梁和加筋板极限强度的荛用计算方法,确定出不同船体结构的失效概率和设计目标安全指数,推导了局部安全因子,可以进行船体结构的可靠性设计与再评估。