加筋板结构的自由振动分析

为了提高加筋板结构振动响应的预报精度,建立了考虑板的剪切变形和旋转惯性以及梁偏心的加筋板结构的振动模型,并对板的偏心情形进行了阐述,同时编制了相应的计算程序,对算例的计算精度进行了比较分析,最后将其应用于船体结构的振动响应预报,并给出了相应的计算建议.     

矩形正交异性板在虑及剪切变形和剖面轉动慣量影响下的橫振动及其在船舶机仓双层底振动中之应用

本文用平均转角、平均挠度和平均剪切变形之假设,导出了正交异性板在虑及剪切变形和剖面转动惯量的影响下之横振动微分方程组,并求得了四周简支矩形板在计及剪切和剖面转动影响下之固有频率公式。如令平板一边的边长→∞,即得铁木辛柯(Timoshenko)梁的频率公式。进一步,我们讨论了板上具有若干集中质量的情况,用加辽尔金法和雷利-里兹(Rayleigh-Ritz)法,求得了固有频率的近似公式,并将其用于计算船舶机仓双层底(结构上之正交异性板)的振动问题。从所举实例可见,剪切变形对船舶双层底的固有频率影响很大。若不计剪切影响,即用经典的平板振动理论,则算得之机仓双层底第一固有频率比实验值大20％左右。但用本文之方法计及剪切变形的影响后,这一误差基本上可得到校正。     

船舶智能结构振动反馈控制研究

针对船舶结构特点,以压电(PZT)材料作为反馈传感器和控制作动器,粘贴在船舶板梁结构表面,形成智能结构反馈控制闭环系统,使结构振动得到有效控制。从PZT材料的本构方程出发,建立了压电智能结构的传感器、作动器以及振动控制有限元方程,并用ANSYS软件进行了数值仿真研究。数值算例验证了智能结构在结构尺寸和厚度比较大的船舶板梁结构振动控制的可行性,可以给船舶结构振动控制提供一种新的途径。     

应用空间有限元模型进行船舶总振动特性的研究

本文以17500吨货船“海建”号为实例研究应用空间有限元模型计算船舶总振动的方法。对于实际船舶结构中的板,提出用平面应力元简化,以减少计算自由度数,由此产生的问题采用节点主从关系的方法解决。在编制的计算程序中,根据质量矩阵高度稀疏的特点,采用了稀疏存储技术,从而使船舶整体空间模型的振动分析能在国产中小型机器上实现。实例计算结果和测量结果的比较表明,这种计算模型合理、可靠。本文还对船舶总振动计算的梁模型、平面有限元模型、空间有限元模型作了比较和讨论。     

ANSYS中的有限应变梁单元和子结构技术在板梁组合结构分析中的应用

板梁组合结构是一种复杂的空间系统,主要由钢板和骨架(梁)组成.此结构通常采用的有限元模拟计算模型存在其自身的不足.本文提出了一种新的模拟方法,采用SHELL63板单元和BEAM188有限应变梁单元的组合板-刚架结构,依据实际工程模型的组合特性模拟板梁组合结构.同时结合子结构分析,解决了此方法产生的单元和节点数量大的问题,并节省计算空间和时间.通过在某导管架平台的实际应用,证明了此种简化模型不仅可以弥补通常的简化模型存在的不足,而且提高了计算精度和模拟层次.     

双体船波浪外力计算

由于双体船结构的特殊性,在进行双体船结构强度计算时,除了象单体船一样考虑全船的总纵弯曲以外,还特别要考虑双体船二片体相对位移所引起的总体扭转变形和横向弯曲,为此必须考虑外力在纵横两个方向上的分布,并用二维或三维结构模型来计算结构的内力。目前,国内已有大型通用结构分析有限元程序系统。双体船的内力计算已经可以按照设计人员的不同要求,选用骨架结构模型、梁膜组合模型或梁板组合模型在不同的精度等级上加以计     

动态有限元法在船体板架振动计算中的应用

该文通过直接求解轴向受载的均匀Timoshenko梁单元扭转振动和弯曲振动的运动微分议程，导出了考虑轴向力，剪切变形和转动惯量的平面板架的动态刚度短阵的解析表达式，并用改进的二分法求解频率特征议程，经对处于复杂弯曲状态的船体板架振动的数值计算，验证了本方法的精确性和有效性。     

梁板式高桩码头结构计算模型比选

通过计算比较分析,讨论了梁板式高桩码头结构计算的各种计算模型的适用性。分别以某15万t级集装箱高桩码头的结构段和单个排架段结构为研究对象,建立了梁板单元、实体单元和等效桩基实体单元的有限元分析模型,通过对控制工况进行计算比较,讨论了各种计算模型的计算效率、特点和适用性。计算码头桩基内力、横纵梁内力、沉降变形量时,可采用梁板单元结构段模型,作为近似,也可采用现设计规范推荐的投影梁板单元排架结构模型。     

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。     

附加多个集中质量加筋板的自由振动分析

基于能量泛函变分的方法,研究附加多个集中质量纵横加筋板的自由振动特性。在处理板与筋条的变形协调约束条件时,通过引入拉格朗日乘子,把板、梁组合振动分析问题转化为处理一类无约束泛函变分问题,从而得到加筋板的广义特征值矩阵方程。通过集中质量点的形式引入板上装载设备质量。求解方程可以得到组合结构的各阶固有频率。以四边简支边界条件纵横离散加筋板为计算实例,通过特征值确定其振型并与仿真分析结果进行对比分析,表明其准确有效,可为此类工程问题的研究提供理论基础。     

附加多个集中质量加筋板的自由振动分析北大核心CSCD

基于能量泛函变分的方法,研究附加多个集中质量纵横加筋板的自由振动特性。在处理板与筋条的变形协调约束条件时,通过引入拉格朗日乘子,把板、梁组合振动分析问题转化为处理一类无约束泛函变分问题,从而得到加筋板的广义特征值矩阵方程。通过集中质量点的形式引入板上装载设备质量。求解方程可以得到组合结构的各阶固有频率。以四边简支边界条件纵横离散加筋板为计算实例,通过特征值确定其振型并与仿真分析结果进行对比分析,表明其准确有效,可为此类工程问题的研究提供理论基础。     

基于ABAQUS的板梁组合结构建模方法

有限元分析法对船舶领域的计算模拟难点在于其庞大的结构,ABAQUS针对这类大型问题,拥有专门的技术在工程应用领域解决此类问题。针对船舶板梁组合结构的特征,对比分析了常用有限元建模方法,以自升式海洋平台为例,并结合ABAQUS软件建模特点对平台船体进行建模与分析,验证了壳梁组合建模的高效性,为相关设计和建设者在进行海洋平台、船舶设计和优化过程中提供了设计理论基础和思路。     

船舶总振动固有频率实用算法

分别用一维梁有限元方法和三维有限元方法计算3艘实船总振动固有频率,对计算结果进行统计分析,提出对一维梁有限元方法计算结果的修正,利用110000t油船进行验证。用一维梁有限元方法计算时考虑剪切滞后影响系数;用三维有限元方法计算时,是在ANSYS软件中建立全船的三维空间有限元模型,进行模态分析。通过计算证明该方法能有效改进一维梁有限元计算方法,可快速准确地预报船舶总振动固有频率。     

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。     

基于动力刚度法与离散方案库的船舶板架结构动力优化设计

文章提出了一种基于动力刚度法和离散方案库的船舶板架结构动力优化设计方法。首先把船舶板架结构分解成由多个离散梁组成的组合结构,使用动力刚度法来分析计算带有机械隔振装置的船舶板架结构的固有频率和动力响应;应用等效静力算法计算结构在动载荷下的应力分布。与传统有限元方法相比较,文中分析方法具有计算精度好、运算速度快的优点。针对船舶板架结构的特点,结构动力优化设计选取纵桁和横向构件剖面惯性矩作为设计变量以减少设计变量的个数,并建立满足构件剖面尺寸搭配关系要求的构件尺寸方案库,在方案库中选择惯性矩大于设计变量取值且剖面面积最小的构件,直接得到结构参数离散值。最后通过船舶板架结构的动力优化实例验证了文中方法的有效性。     

船体梁极限强度的近似计算

船体梁的总纵强度是反映船舶结构安全可靠的最基本的强度指标。船体结构极限强度评估对于船舶结构初步设计、使用、维护和维修都非常重要，因此船体梁极限强度研究成为近几十年来船舶工程界的热点研究课题之一。到目前为止有两种典型的加筋板和船体梁的极限强度分析方法，它们是直接计算法和逐步破坏分析法。本文基于加筋板单元的平均应力应变曲线和逐步破坏分拆方法，提出了加筋板和船体梁极限强度的简化分析方法，考虑了初始挠度和残余应力对加筋板单元极限强度的影响。数值结果表明，采用本文简化方法得到的结果与有限元计算结果或其它逐步破坏分析结果比较符合。     

被撞船舷侧典型结构单元的吸能机理分析

为了研究高腹板梁在碰撞过程中的剪切破坏机理.提高对船舶结构碰撞吸能的认识.文章从某油轮舷侧截取典型结构单元--带板梁作为研究对象.基于极限平衡理论和LS-DYNA软件对其碰撞破坏过程进行分析.研究带板梁极限载荷、最大挠度和最大吸能影响因素和计算方法,同时分析弯曲应变能和膜应变能占总吸能的比重.结果表明:单元尺寸和材料极...     

船舶耦合振动部件模态综合法解析

本文提出了适用于研究船舶耦合振动的部件模态综合法。通过用这一方法对16000吨煤矿船总振动的实例计算,剖析了子结构之间的耦合振动及其在总振动中所起的不同作用,从而为船舶尾部、机仓双层底、上层建筑等局部结构振动与船体梁耦合振动的计算提供了理论依据。本文计算结果与实测值比较误差1.2％。     

船舶耦合振动部件模态综合法

本文采用适用于研究船舶耦合振动的部件模态综合法,通过用这一方法对16000吨煤矿船总振动的实例计算,剖析了子结构之间的耦合振动及其在总振动中所起的不同作用,从而为船舶尾部、机仓双层底、上层建筑等局部结构振动与船体梁耦合振动的计算提供了理论依据。本文计算结果与实测值比较误差为1.2%。     

基于分布质量轴模型的回旋振动计算方法

根据旋转Timoshenko梁的运动微分方程,推导了计算船舶推进轴系回旋振动时分布质量轴模型的传递矩阵。相对于集中质量轴模型,分布质量轴模型可以计入轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺力矩以及剪切变形的影响,更加逼近船舶推进轴系回旋运动的实际物理模型,因此能更精确地计算轴系的临界转速和固有振型。在分布质量轴模型的基础上,采用数值稳定性良好的改进Riccati传递矩阵法编制了回旋振动计算程序,并应用于两型船舶的推进轴系计算。将文中方法的计算结果与有限元法以及第三方计算报告进行了比对,结果具有良好的一致性,从而验证了方法的正确性和计算精度。