舱壁扶强材的侧向稳定性

本文根据开口薄壁杆件稳定性的一般理论导出了舱壁扶强材的侧向稳定性方程式。应用法对两端自由支持、受三角形分布荷重的舱壁扶强材的侧向稳定性问题求得了解答,提供了计算临界荷重的公式和曲线;并提出了材料超过弹性范围时的计算方法。     

不同扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验

采用试验形式研究矩形扶强材和削斜扶强材结构形式的某铝合金船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能。首先建立舱段结构的有限元模型(目标船纵骨采用6082铝合金,其他部分采用5083铝合金材料),确定载荷工况并计算分析2种扶强材结构在相应载荷水平下的应力分布状态。在此基础上,设计并开展实际板厚4点弯曲疲劳模型试验,获得试验模型在不同载荷水平下的疲劳失效循环次数,根据试验测得数据得到2种扶强结构形式的S-N曲线。试验结果表明,矩形扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于削斜扶强材形式,该结论可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计以及5083、6082铝合金焊接结构形式(T型焊接和趾端焊接)的疲劳强度评估提供依据。     

不同扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验

为了研究矩形扶强材和削斜扶强材结构形式的某铝合金船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能，对此进行了试验研究。首先建立舱段结构的有限元模型（该目标船纵骨采用6082铝合金，其他部分采用5083铝合金材料），确定载荷工况并计算分析两种扶强材结构在相应载荷水平下的应力分布状态。在此基础上，设计并开展了实际板厚四点弯曲疲劳模型试验，获得了试验模型在不同载荷水平下的疲劳失效循环次数，并且根据试验测得数据得到了两种扶强结构形式的S-N曲线。试验结果表明矩形扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于削斜扶强材形式，该结论可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计以及5083与6082铝合金焊接结构形式（T型焊接和趾端焊接）的疲劳强度评估提供依据。     

T型扶强材在横向载荷作用下的侧向屈曲

考虑船舱进水导致船体梁的结构崩溃而发生沉没的事故中舱壁是一个关键的环节,通过能量法导出舱壁扶强材在侧向静水压力作用下的弹性屈曲的临界载荷公式,与有限元数值计算比较,证明文中计算公式的正确、简单、实用性。     

球扁钢穿孔节点工艺

在船舶结构中,球扁钢经常用作纵骨、肋骨、横梁和舱壁扶强材等骨架构件。这些构件在结构布置上往往与实肋板、强横梁,舷侧纵桁、甲板纵桁和水平桁材相直交,而需穿孔。一般纵骨架式的结构,在承受总纵弯曲方面较之横骨架式更加有效,因而被广泛采用。这就使得这类穿孔节点的数量大为增加。如我厂建造的一艘艉机型万吨级多用途出口货船(Sea Archetecture号)的货舱双层底等     

船体结构设计中节约钢材的一种方法

在船体结构规范设计中，船体结构件的总体分布能影响钢材的用量。水平桁设置的高度与钢材用量有关，若水平桁设置在最佳位置上可比实船能节省30％扶强材。只要把水平桁尽可能设计在最佳位置附近，都可以取得节约钢材的效果。     

小水线面双体船下潜体局部强度分析研究

本文针对小水线面双体船特有的下潜体结构,运用MSC.Patran软件建立下潜体有限元模型,参考英国劳氏船级社特种船规范中的设计载荷,对下潜体典型部位三舱段模型进行计算分析,并考虑了破损工况下的下潜体局部强度问题。计算结果表明,下潜体各舱室破损状态下的应力比健康状态下大,且下潜体船艏和艉部目标舱的应力比舯部略大,各目标舱中强扶强材、纵桁、横框架和横舱壁是应力较大的结构,在设计和建造时应重点考虑。     

小水线面双体船下潜体局部强度分析

针对小水线面双体船特有的下潜体结构,运用MSC.Patran软件建立下潜体有限元模型,参考英国劳氏船级社特种船规范中的设计载荷,对下潜体典型部位三舱段模型进行计算分析,并考虑了破损工况下的下潜体局部强度问题。计算结果表明:下潜体各舱室破损状态下的应力比健康状态下大,且下潜体艏部和艉部目标舱的应力比舯部略大,各目标舱中强扶强材、纵桁、横框架和横舱壁是应力较大的结构,在设计和建造时应重点考虑。     

无顶凳槽形横舱壁附近甲板构件布置及型式优化

针对某MR型油船无顶凳槽形舱壁设计中,舱壁前后一档强框范围内甲板纵骨应力水平高,存在结构安全隐患的问题,基于有限元计算分析,通过多方案对比,探讨甲板结构布置形式对槽形横舱壁上端约束的影响,提出一种优化的甲板短纵桁布置方案及其端部连接型式,既可有效降低舱壁附近甲板纵骨的应力水平,又可解决短纵桁与纵骨连接处的疲劳问题。     

大跨度加筋板架优化设计研究

在大跨度双层甲板设计中,横向舱壁起到了代替强横梁支撑甲板板架的作用,相比于单层甲板设计可以减小主要构件的腹板高度。本文将横向舱壁简化为两端简支的大跨度加筋板架,使用有限元方法研究其在均布载荷作用下的响应。分析了板厚、扶强材尺寸和间距对结构强度和稳定性的影响,并讨论了以结构重量最小为目标的优化设计方法。     

金属结构理论线标准的应用

介绍了《金属结构理论线标准》应用时的简便记忆方法 ,以及实际施工时在特殊节点情况下对该标准的应用 ,供有关人士参考将横舱壁上的角钢扶强材以其内缘为理论线。这样一来 ,舱壁扶强材的腹板就可以与甲板纵骨处在同一平面上 ,见图 3,既解决了肘板安装的困难 ,又使该处结构连接更加合理 ,从而增加了节点强度。图 1　某 5 4m石驳横舱壁与甲板的一个节点图图 2　以角钢外缘为理论线时的情形　　又如 :在检验另一条 4 8m石驳中 ,其甲板纵骨与横舱壁扶强材节点如图 4。此处 ,纵骨为⊥2 0 0× 875× 9。按理论线标准 ,应以靠近中心线的一边为理论线。横舱壁扶强材角钢折边朝向中心线 ,其理论线也就离开了中心线 ,此时 ,就出现了类似于上例的情形。虽然此时因纵骨为T型材 ,不致使肘板装配产生困难 ,但因腹板错开 ,节点也就明显不合理。所以 ,作者也提出了与上例同样的建议 ,被船厂工人采纳。需要指出的是 ,因该船有底纵骨L90× 90×10 ,还要注意将底纵骨的理论线也移到内缘 ,以保证与横舱壁扶强材之间节点的合理连接。类似情况 ,在船舶建造中时有发生 ,笔者认为 ,处理时 ,只要抓住主要矛盾 ,一切问题都可迎刃而解。3　结束语标准是经验的结晶、技术的升华、工艺的轨道、质量的验规。这句话给所有的标准作了系?     

基于神经网络与遗传算法的潜艇舱壁结构优化

建立了某潜艇端部耐压平面舱壁结构优化设计的数学模型,以舱壁上加强桁(筋)结构的剖面尺寸为设计变量,结构强度、稳定性、工艺性要求为约束条件,以加强桁(筋)结构总体积为目标函数,用人工神经网络方法代替结构的有限元分析,结合遗传算法完成了舱壁的结构优化设计。在为网络生成学习样本时,自行设计了正交表,解决了因为设计变量多,无法选取合适正交表而随机取样的问题。数值仿真结果表明,优化设计方案质量较原始初步设计方案减少了18.3%。     

超大型矿砂船典型节点优化设计研究

以两条超大型矿砂船为例,采用节点细化有限元分析方法,对一系列高应力区域进行研究。以双层底局部短纵桁与内底/外底纵骨连接处、槽型横舱壁与纵舱壁相交处、边舱平面横舱壁水平桁趾部等位置为例,对应力集中节点的结构优化方案进行了比较计算,得到的结论对这些区域的节点设计具有一定指导意义。     

单侧舱壁或平台对骨材支撑效果分析

在海洋工程船的设计建造中,如何既保证船体的结构强度又减轻实船重量,是讨论的热点。以某海工船中横剖面中垂向扶强材以其背面单侧平台支撑的节点为例,将其改为3种不同的节点形式,通过Ansys有限元软件分别进行建模、分析。从Ansys计算结果的变形情况和应力云图可以初步断定单侧舱壁或平台可以作为骨材的有效支撑,再用BV船级社校核软件Mars 2000读出的骨材剖面模数换算成应力值与Ansys计算出的应力值进行对比分析,证实了单侧舱壁或平台可以作为骨材的有效支撑。     

肋骨侧向加强对环肋圆柱壳水下振动与声辐射的影响

采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量附加阻尼算法,对肋骨采用不同侧向加强材的环肋圆柱壳水下振动与声辐射进行数值计算,并对数值计算结果进行比较和分析。讨论了4种侧向加强材对环肋圆柱壳水下振动与声辐射的影响,结果表明:4种肋骨侧向加强材对环肋圆柱壳结构的减振降噪是有利的,肋骨采用扶强材、半肋距肘板、整肋距肘板和纵筋加强其减振降噪效果会逐渐增强;随着频率的升高,各种侧向加强材的减振降噪效果也逐渐增强;肋骨侧向加强材主要对环肋圆柱壳肋骨间的振动产生影响,对其低频整体振动影响较小。     

板架扶强材的连续垮塌研究

建立了船舶结构板架扶强材连续垮塌的计算模型,推导船舶结构板架扶强材连续垮塌的最大屈曲利用因子公式。以某油船为例,在两种损伤模型作用下,计算出船底、内底板、舷侧板和甲板等处的屈曲利用因子,验证板架扶强材的连续垮塌。     

5万吨级成品油船典型节点设计优化

随着油船共同结构规范(CSR)的推出,对油船的设计和开发影响很大,但业界讨论的大多是对规范实施中的变化、计算方法及计算工具等,如何详细分析评估油船结构节点的强度则较少提及。在此,基于CSR给出的油船结构节点细化分析的实施要求及衡准,以某5万吨级成品油船的槽形横舱壁顶凳底板与舷侧水平桁相交区域和槽形横、纵舱壁顶凳底板十字相交区域为例,对节点不同设计方案进行计算,经比较分析取得符合CSR的结构要求和衡准的设计方案。整个方案设计的过程及对油船典型节点的细化分析,可供同行在节点设计中参考。     

74500t散货船船体结构设计改进探讨

作者阐述了74500t散货船船体主体结构设计上的8点改进。探讨了上层建筑围壁板厚度及振动，最后对实船船体设计中的修改，提出了修改的建议：1)双层底纵桁板厚度不能分割过细；2)尾柱纵向垂向板格不能划分过小；3)上层建筑结构中，调整加大窗孔区内上下右左扶强材的的间距；4)设计人员应熟悉IACS的要求。     

Experimental Study and Numerical Simulation of Sloshing in VLGC Tanks with Internal Structures

文章对VLGC液舱模型内的晃荡做了数值及试验研究.装在液舱不同位置的5个压力传感器用于测量纵摇情况下晃荡对舱壁的冲击压力.同时建立了计算流体动力学的模型来模拟舱内的晃荡,采用基于RANS控制方程的标准资-着湍流模型,其中VOF法用于追踪自由表面,动网格技术用于更新计算网格.通过与试验压力时间历程的比较,验证了数值方法的有效性;数值研究了没有内部结构及有内部结构情况下的液舱模型,并且讨论了强肋框、水平桁及制荡舱壁对于压力及液舱内液体固有频率的影响.     

舰船用玻璃钢夹层结构设计基础

介绍了舰船玻璃钢夹层结构原材料(包括玻璃钢、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、胶合板、松木等)的基本性能.作者在进行了大量结构件试验的基础上,结合国内外已有之研究成果,提出了有关舰船玻璃钢夹层结构强度设计中的若干简明而实用的计算公式.局部强度设计包括:弯剪强度;骨材的弯曲强度;纵桁的剪切强度.总体强度设计包括:板的压缩稳定性计算(有面板皱曲失稳计算、芯子剪切弯曲失稳计算、胶合板芯子分层后失稳极限强度计算);舷侧夹层结构板和纵舱壁夹层结构板面内剪切计算;总纵弯曲和舯剖面模数计算.