基于舱段模型的大开口甲板结构稳定性分析与设计

针对某大开口舱段结构,采用有限元方法（FEM）对比分析3种计算模型位移载荷作用下第1层甲板纵骨轴向应力的分布.计算结果表明,该应力分布存在较大程度的不均匀性,采用双层板架模型或立体舱段模型能获得较准确的纵骨轴向应力分布.同时,分析2种基于稳定性要求的大开口甲板纵骨设计理念的优劣.为合理利用结构材料,均衡各区域纵骨的稳定性储备,建议在设计甲板纵骨时要考虑大开口甲板纵骨轴向应力分布的不均匀性.     

栏杆对钢引桥受力的影响

为了研究栏杆对钢引桥结构受力的影响,本文以某工程钢引桥为研究对象,利用通用有限元程序ABAQUS分别建立了考虑栏杆作用和未考虑栏杆作用的实体有限元模型。在相同设计工况作用下,对比分析了结构主梁的挠度,主梁上下翼缘应力值,横梁上下翼缘应力值以及结构模态。通过对比分析得到结论:在相同设计荷载工况作用下,考虑栏杆作用后,结构主梁挠度,主梁上下翼缘应力值,横梁上下翼缘应力值均有明显减小。通过特征值分析发现,栏杆主要影响简引桥结构的竖向刚度,但对其横向刚度及抗扭刚度影响较小。     

超规范散货船船体结构总纵强度有限元分析

对"超规范船舶"总纵强度的校核,规范上的经验公式及常规计算方法已不再适用。以某超规范散货船为例,采用全船有限元分析方法,利用SESAM软件建立水动力模型进行波浪预报并导出设计波,利用MSC.PATRAN建立全船结构有限元模型并施加设计波载荷、货物载荷等对船体结构总纵弯曲强度进行了计算评估。计算结果表明结构应力在许用范围内,且该方法能够准确地反映船体结构的变形和应力分布情况。设计者可以针对高应力区域进行局部加强,这对"超规范船舶"船体结构设计及优化具有重要指导意义。     

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。     

不同补板形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验研究

对嵌入式和搭接式补板形式的船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能进行试验研究。首先建立舱段结构有限元模型,确定载荷工况并计算分析两种节点形式在相同载荷作用下的应力状态。在此基础上,通过简化得到纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验模型。对两种形式的结构进行疲劳试验。试验结果表明嵌入式补板形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于搭接式,可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计提供参考。     

46车/999客位客滚船总纵强度分析

46车/999客位客滚船型宽与型深之比大于2.5,舷侧外板上有较大的开口,且拥有超长型的上层建筑.基于上述原因,该船的总纵强度计算与常规的计算相比有一定区别.对46车/999客位客滚船进行总纵强度分析,通过直接计算得出其波浪弯矩及波浪剪力值,并建立该船全船结构有限元模型,对其进行有限元计算和分析,评估舷侧外板大开口对相关剖面总纵强度的影响和上层建筑参与总纵强度的有效性,为船体总纵强度分析提供数据参考和指导.     

大型集装箱船总纵强度计算方法研究

本文提出了基于整船有限元模型的大型集装箱船总纵强度计算法，发展了计算模型的设计弯矩和扭矩的加载技术和惯性技术，讨论了该方法相对应的许用应力标准。本方法作为现有总强度计算方法的补充和发展，具有工程实用价值，可供设计部门使用。     

船舶结构典型节点的优化分析

以船舶结构中的纵骨穿越强横梁和纵骨穿越扶强材2种典型节点为研究对象,以初步给定的1组设计尺寸为基准,在大型通用有限元软件ABAQUS中建立研究对象的有限元模型并进行计算,通过对不同补板形式和不同扶强材形式下节点应力的数值比较,研究局部结构形式对应力分布的影响,分析载荷作用下各节点形式的最大应力以及相互之间的应力变化百分比,从而给出了优化的节点形式,以供实际建造参考.     

不对称船体结构总纵强度计算方法及影响分析

传统的船体结构总纵强度梁理论计算一般是基于对称的船体横剖面,文中提出了不对称船体结构梁理论弯曲正应力的计算方法,并选取样船作为算例,结合有限元计算进行弯曲正应力对比分析,验证梁理论计算的准确性。同时对比将不对称结构视为对称结构时的梁理论计算总纵弯曲正应力,提出不对称结构对总纵强度的影响。     

船型结构物的总纵强度直接简化计算技术研究

从简化载荷施加和力学三维有限元模型的建立上进行了船型结构物的总纵强度直接简化计算技术的研究。直接简化计算技术绕开现代流行却复杂较难实现的设计波方法,借助规范波浪载荷的分布,结合现代数值计算技术,利用数值积分实现波浪载荷的模拟,同时寻求船体静水载荷分布数值化和解决三维粗网格模型的快速模拟,最终实现船型结构物设计载荷的数值模拟和总纵强度的三维设计。文章旨在寻求适合于前期设计阶段的船体结构总纵强度三维设计技术,并有效解决质量分布模拟而引起的一些客观问题,同时突破传统的二维剖面设计中非连续结构参与总纵强度的主观性判断,从工程应用角度快速有效地完成船体结构刚度和强度设计。     

总纵强度直接计算方法在滚装船上层建筑设计中的应用

介绍一种有限元直接计算方法,采用该方法分析滚装船上层建筑和主船体连接过渡区域的总纵强度问题。基于船级社规范的要求和已有研究成果,通过自编程序对滚装船的上层建筑外板和主船体过渡区域的结构进行计算分析,并对结构形式进行优化。计算结果满足船级社规范的要求,可供滚装船在设计初期考虑总纵应力的影响,从而合理布局,避免后期大量修改,提供设计参考。该自编程序能实现快速施加全船总纵弯矩,提高计算效率。     

船舶肋骨结构厚度近似模型优化

船身结构刚度对船舶航行安全性具有重要影响,为提高某船舶结构刚度,以某船身结构为研究对象,分别建立其三维模型以及有限元模型。通过神经网络算法与结构应力计算模型相结合,对船身钢板厚度进行优化设计。通过迭代计算,船身结构刚度稳定收敛,并且刚度值显著提高。本文采用的神经网络算法与应力计算模型相结合的方法能够有效提高结构刚度,可为工程实践提供参考。     

大跨度无支撑甲板纵向稳定性分析和优化设计

讨论了作为强力甲板的大跨度甲板板架的纵向受压稳定性计算方法,指出传统的线性计算方法偏于保守。提出了大跨度甲板板架的稳定性分析和优化设计思路,并以某大跨度简单板架为例采用非线性方法进行了纵骨与强横梁的组合优化分析。实例证明了在保证甲板稳定性的前提下,适当提高纵骨刚度可以较大程度的降低横梁必要刚度,从而减轻结构重量,提高材料利用率。     

潜艇耐压液舱结构应力的三维有限元分析

用三维有限元方法给出了潜艇全实肋板带纵骨式耐压液舱结构应力的分布规律,指出了在耐压船体中,轴向应力很大,局部应力集中明显,结构中的应力存在着明显的非轴对称特性,说明了在耐压船体上加设纵骨对于降低轴向应力具有良好的效果.     

LNG船纵骨端部表面裂纹疲劳扩展寿命计算

基于断裂力学的裂纹扩展方法预报液舱纵骨端部的疲劳寿命。采用有限元软件对液舱纵骨端部节点处表面裂纹应力强度因子进行系列计算,并在BS7910经验公式的基础上拟合出趾端的应力强度因子修正系数经验公式。将采用该公式得到的结果与有限元计算结果相对比,结果表明二者能较好地吻合,该公式可应用到类似端部结构裂纹扩展应力强度因子的计算中。按挪威船级社(Det Norske Veritas,DNV)规范的要求组合热点主应力幅值,并按降序对各载荷块构造液舱疲劳热点载荷谱,结合修正公式系数经验计算液舱纵骨端部趾端的裂纹扩展寿命,预报的疲劳寿命满足要求。     

水下非接触爆炸下船体爆炸弯矩简化计算方法

[目的]水下非接触爆炸冲击能引起船体强烈的总纵弯曲运动,威胁船体总纵强度。采用详细的有限元建模进行水下非接触爆炸计算虽然可以获得船体爆炸弯矩,进而计算船体水下非接触爆炸作用下的船体总纵强度,但该方法工作量较大且较为复杂。为此,[方法]提出一种基于梁模型的船体水下非接触爆炸弯矩简化计算方法,运用ABAQUS有限元软件,建立船体详细有限元模型和船体梁简化模型,并分别进行水下非接触爆炸工况下危险剖面的爆炸弯矩计算。[结果]计算结果表明,建立的船体梁简化模型不仅建模简单,而且爆炸弯矩计算精度良好。[结论]所得结果可为水下非接触爆炸下船体爆炸弯矩的快速估算提供参考。     

DOE技术在起重臂优化设计中的应用

为提高某船用起重机起重臂结构刚度,减小其最大应力以及结构质量,首先对各变量进行灵敏度计算,去除对目标函数不灵敏的设计变量,以提高后续计算效率。基于DOE试验设计理论及有限元法构建优化问题的近似模型,借助拉丁采样对该近似模型拟合精度进行检验。基于遗传优化算法(GA)对该近似模型进行优化。优化结果表明:刚度提高9.4%,最大应力值减小21.4%,结构质量减轻9.3%。     

板架弯曲二次应力对纵骨疲劳评估影响的研究

为了验证散货船、油船协调共同规范(HCSR)中在计算纵骨疲劳寿命时不考虑板架弯曲纵骨二次应力的合理性,讨论两种二次应力的计算方法,分别对散货船和油船板架的纵骨的二次应力进行计算,通过对是否考虑纵骨二次应力计算得到的疲劳寿命进行对比,验证HCSR中简化算法计算纵骨疲劳寿命的合理性。     

潜艇耐压液舱结构应力的三维有限元分析

用三维有限元方法给出了潜艇全实肋板带纵骨式耐压液舱结构应力的分布规律,指出了在耐压船体中,轴向应力很大,局部应力集中明显,结构中的应力存在着明显的非轴对称特性,说明了在耐压船体上加设纵骨对于降低轴向应力具有良好的效果。     

基于LR规范的豪华邮轮全船有限元分析流程及应用

对豪华邮轮进行全船结构强度分析是其结构设计的必要条件。文章基于LR规范,介绍豪华邮轮有限元分析流程,包括边界条件、设计载荷、计算工况和强度准则等,以某艘14万总吨级的豪华邮轮为实例,采用有限元手段对其全船结构强度进行计算,并分析应力分布特点和主要纵向连续结构的有效度,结果表明:该邮轮结构的总纵正应力和剪应力主要分别由甲板结构及连续纵舱壁结构参与传递。该结论可为豪华邮轮结构设计提供一些参考。