水下爆炸冲击作用下舰船管路动响应研究

舰船管路是船舶抗冲击的薄弱环节之一,开展船舶管路抗冲击研究对提高舰船生命力很有意义。文中对大型船舶的压缩排气管路进行有限元建模,并基于有限元计算,分析了管路模型在水下爆炸冲击载荷作用下的响应。通过对管路应力、应变、加速度和位移等响应的归纳,得到空气管路在水下爆炸载荷作用下的响应规律并给出结论,可以为船舶管路系统的抗冲击研究提供参考。     

船舶废气SCR系统设计及应用

针对在船舶上设计及安装废气SCR处理设备及系统的需求,以85 000 DWT散货船SCR系统装船样式为例,分析船用废气处理技术的类型及特点,以及SCR技术的要求和实际组成要素,船舶废气SCR处理系统的实际应用和工作流程分析表明,SCR废气处理技术在船舶系统实际应用过程中,设备安装、系统管路长度及走向,排气温度及尿素溶液喷射量控制等会影响废气中NO_x的实际处理效果,系统设计需遵循一定的设计原则、布置方法,以及管线设计要求。     

多支座激励下舰艇管路系统冲击载荷的加载方法

舰艇管路系统不仅具有复杂的空间结构,而且需要借助多个支座与船舶主体结构相连接,由于船舶在航行时会对管路系统产生各类冲击作用,可能会导致管路系统的局部失稳,甚至发生结构破坏。针对这一问题,本文着重研究管路系统多支座激励下的冲击载荷加载方法,结合有限元仿真软件Abaqus建立管路系统的激励模型,进行管路系统冲击载荷的有限元仿真,对于改善管路系统的设计水平有重要的意义。     

基于ANSYS的高精度管路系统抗冲击仿真方法及试验验证

针对船舶管路系统抗冲击性能仿真方法精度不足的问题,研究用于舰船管路系统的高精度抗冲击仿真方法。采用ANSYS有限元实体建模技术、冲击时域分析法对空间管路系统抗冲击性能进行研究,搭建管路系统抗冲击试验平台,对不同冲击载荷下管路系统的抗冲击性能进行试验验证,最后以舰艇典型管路系统为算例,研究三向冲击载荷作用下舰船管路的抗冲击性能。研究给出了基于接触单元、弹性约束、实体附件单元等高精确的管路建模技术,提出了船舶管路抗冲击时域仿真流程。研究表明,采用时域分析法和实体建模技术满足抗冲击仿真高精度的要求,舰船空间管路系统的横向抗冲击性能较差,法兰、直角弯管处、连接支管处等部位为管路系统薄弱结构。根据仿真结果,文章还提出了一系列用于工程实践的管路优化布置方法。     

反馈控制技术在船舶废气SCR系统中的应用

船舶废气脱硝处理多采用选择性催化还原(SCR)技术将船舶废气中的氮氧化物转化为无污染的氮气和水。在SCR系统中利用控制器及监测设备对船舶废气脱硝处理过程实行自动监测及控制。结合船舶柴油机废气处理的特点,研究反馈控制技术在船舶废气脱硝系统中的应用,进一步提高船舶废气脱硝系统运行的控制精度及脱硝效率,增强了系统运行的稳定性及安全性。     

基于提高船舶破损稳性的管路优化设计

舱内敞口管路穿过水密舱壁或甲板时,如果管路因意外破损,将破坏舱壁或甲板的水密完整性,从而削弱船舶的破损稳性。通过对该管路路径进行优化,使其在布置时经过船舶的破损安全区域,或设置隔离阀将敞口管路变为闭口管路,可有效阻止船舶破损工况下浸水区域的海水经过破损管路进入完整舱室,保证完整舱室的水密性,进而提高船舶的破损稳性。     

基于提高船舶破损稳性的管路优化设计

舱内敞口管路穿过水密舱壁或甲板时,如果管路因意外破损,将破坏舱壁或甲板的水密完整性,从而削弱船舶的破损稳性。通过对该管路路径进行优化,使其在布置时经过船舶的破损安全区域,或设置隔离阀将敞口管路变为闭口管路,可有效阻止船舶破损工况下浸水区域的海水经过破损管路进入完整舱室,保证完整舱室的水密性,进而提高船舶的破损稳性。     

船舶高压SCR系统设计及结构可靠性验证

基于MAN-ES船舶主机参数,自主开发了船舶废气高压SCR系统,对系统设计原理、组成、流程及关键设备进行阐述。搭建了全尺寸高压SCR试验台架,对其进行力学分析及校核,并通过模拟仿真及振动试验测试手段,验证系统结构可靠性。结果表明,系统设计可满足主机排气相关作用力的影响;SCR运行时,会增加主机振动响应,尤其是主机在25%负荷下,其测试位置处的振动响应达最大值25.77 mm/s,增幅约为30%;主机在100%负荷下,反应器横向振动响应达最大值11.47 mm/s;尿素增加对系统振动影响可忽略。     

船舶蒸汽管网水力热力耦合计算方法

船舶蒸汽系统水力热力耦合计算是系统设计、管路布置的理论基础。在城市供热管网计算模型的基础上,针对船舶蒸汽系统管网布置错综复杂、管路附件多的特点,考虑蒸汽的可压缩性、管路及附件的摩擦阻力以及散热等特性,建立适用于船舶蒸汽系统管网的水力热力耦合计算模型,并采用标准四阶龙格—库塔(Runge-Kutta)方法对其进行求解。对某型船舶蒸汽系统的3种工况进行水力热力耦合计算,发现计算结果与试验数据最大误差不超过4.1%,满足工程计算的精度要求,表明所提出的方法能很好地应用于船舶蒸汽系统管网的设计优化和计算分析。     

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.     

管路系统低噪声弹性支撑安装研究

弹性支撑是减小管路系统噪声源向船体结构传递的主要措施,但安装数量较多且受安装条件限制,部分管路支撑直接与船体结构相连,导致弹性支撑也是振动传递的重要途径。本文利用Abaqus有限元软件计算单位激励下管路系统各弹性支撑点的频率响应特性,分析了弹性支撑安装间距、刚度及位置等因素对管路振动噪声特性的影响,提出管路系统弹性支撑的低噪声安装方法,为舰船管路系统弹性支撑设计提供了重要依据。     

船机选择性催化还原系统SCR排气处理的数值计算

国际海事组织对船机排放废气中NOX含量控制提出TierⅢ标准,机内净化技术已很难满足标准要求,排气后处理SCR技术逐步成为研究热点。本文基于计算流体力学(CFD)基本理论,结合船机排放气体的特点提出船机排气计算方法。针对船舶管路布置,分析船机SCR系统的流体运动特点及形成原因,为进一步掌握船机SCR系统提供理论依据。     

管路系统低噪声弹性支撑安装研究

弹性支撑是减小管路系统噪声源向船体结构传递的主要措施,但安装数量较多且受安装条件限制,部分管路支撑直接与船体结构相连,导致弹性支撑也是振动传递的重要途径.本文利用Abaqus有限元软件计算单位激励下管路系统各弹性支撑点的频率响应特性,分析了弹性支撑安装间距、刚度及位置等因素对管路振动噪声特性的影响,提出管路系统弹性支撑的低噪声安装方法,为舰船管路系统弹性支撑设计提供了重要依据.     

船舶固定式高压二氧化碳灭火系统管路设计

二氧化碳灭火系统作为一种比较理想的灭火系统广泛用于船舶,为了确保船舶固定式高压二氧化碳灭火系统能够更好的发挥作用,文中通过深入分析公约、规范和国家标准相关要求,详细分析二氧化碳系统管路设计方法,为更好地设计船舶高压二氧化碳灭火系统管路起到了指导作用。     

船用柴油机高压废气管路受力分析及计算

针对软件建模核算船用柴油机高压废气管路受力情况严重影响管路固定/滑动支撑等附件的订货周期和局部结构设计的问题,以82000载重吨散货船高压SCR废气管路为研究对象,对各受力节点进行分析,总结出一套简化的人工计算方法,计算得出的受力结果可直接用于管路固定/滑动支撑的选型和局部结构设计.实船应用证明:按此方法设计的管路支撑...     

船舶管路系统连接垫片选型研究

针对现代船舶管路系统的特殊环境下的使用要求,对各种流通介质的管系及其连接方式进行了分类,通过不同密封材料和类型垫片的理论分析、对比试验及实船应用效果研究,提出了现代船舶管路系统垫片合理选型推荐方案.     

船用海水冷却管路冲击响应计算

为研究船用复杂管路系统的抗冲击性能,以推进柴油机海水冷却管路系统为研究对象,建立完整的管路模型,包括对管路附件、连接设备及支、吊架的模拟。为分析管内液体对管系抗冲击性能的影响,采用折算流体体积法和考虑流固耦合的ALE算法进行计算对比,得出液体影响折算系数。研究结果表明：计算时应根据管径对液体的影响系数进行折减;管路系统在弯头与三通处易产生塑性变形;垂向冲击载荷作用下垂直弯头的响应远大于水平弯头。     

船用海水冷却管路冲击响应计算

为研究船用复杂管路系统的抗冲击性能,以推进柴油机海水冷却管路系统为研究对象,建立完整的管路模型,包括对管路附件、连接设备及支、吊架的模拟。为分析管内液体对管系抗冲击性能的影响,采用折算流体体积法和考虑流固耦合的ALE算法进行计算对比,得出液体影响折算系数。研究结果表明:计算时应根据管径对液体的影响系数进行折减;管路系统在弯头与三通处易产生塑性变形;垂向冲击载荷作用下垂直弯头的响应远大于水平弯头。     

舰船蒸汽管路的柔性设计分析

舰船蒸汽管路在工作中受力复杂,为了避免应力破坏需要进行柔性设计。本文按照柔性设计的方法和原则,建立舰船典型蒸汽管路模型,分别进行刚性设计和柔性设计状态下的管点合位移、合力及合力矩仿真。分析结果表明:蒸汽管路的柔性设计减少刚性设计管点受力最大值,但没有改变管点的受力趋势,支撑点附近的合力依然较支撑点中部位置管点大;柔性设计为蒸汽管路提供了更大的位移补偿,能够有效降低管路管点,特别是支撑点附近的合力矩。分析结果对舰船蒸汽管路设计时的布置和固定具有一定的指导意义。     

船用柴油机高压SCR系统强度及变约束分析

选择性催化还原(SCR)系统在工作时会承受重力、内压、高温负荷和腐蚀性气体的作用，这些因素直接影响系统的安全可靠运转，有必要采用合理的方式对其进行强度校核。以某型柴油机高压SCR系统为例，对其强度进行仿真分析，结果表明：管道两端法兰的轴向位移均高于径向位移，计算点距离固定支撑点越远，轴向位移越大；柴油机高压SCR系统经应力线性化处理，在垂直和倾斜工况下的应力强度整体低于3倍许用应力S_m；不同约束方式下反应器支撑的应力强度差别较大，底面约束状态下的应力强度整体大于侧面约束状态。