船舶结构有限元分析中分布载荷的离散化

本文给出了船外水压力在船壳板及船体结构有限元网格节点上离散的一种方法。只要适当地选择本文所给出的计算公式，该方法可应用于任何受分布载荷作用的结构有限元分析或其它数值分析法中。     

大型船舶结构有限元静动力分析方法及软件系统

讨论了船舶结构有限元模型化问题,提出了几个船舶结构分析专用单元。这些单元能准确地反映船舶结构的特点,既能保证精度又有很高的效率。同时,还介绍了一个由作者开发的结构静力、动力有限元分析软件系统SAFE。它具有通用单元库和船舶结构专用单元库,可以进行有限元与边界元的耦合分析。SAFE有高效率的内外存文件管理系统和前后处理软件,可在微机上进行全船分析,是船舶结构设计阶段的一个理想的分析工具。     

参数化技术在船舶结构CAD中的应用研究

介绍参数化技术的基本原理，讨论参数化图形技术在计算机辅助船舶结构设计应用中存在的问题，提出一些处理方法，并进行了实例应用，从中总结经验，以供船舶结构ＣＡＤ的进一步发展作借鉴。     

在型船舶结构有限元静动力分析方法及软件系统

讨论了船舶结构有限元模型化问题,提出了几个船舶结构分析专用单元。这些单元能准确地反映船舶结构的特点,既能保证精度又有很高的效率。同时,还介绍了一个由作者开发的结构静力、动力有限元分析软件系统ＳＡＦＥ有高效率的内外存文件管理系统和前后处理软件,可在微机上进行全船分析,是船舶结构设计阶段的一个理想的分析工具。     

船舶零件的参数化设计和结构分析

为实现船舶零件的快速设计和分析,使设计人员在设计阶段就能了解产品的力学性能,以某船用齿轮为例,采用先进参数化设计方法对其快速设计进行研究。首先建立某船用齿轮结构齿廓部分渐开线运动方程,并基于三维CAD系统UG实现了齿轮结构的参数化设计,实现齿轮结构的快速生成,得到该齿轮精确的设计模型。基于有限元环境,将几何结构与载荷分别建立相互区别id号,并分别相互引用,实现了齿轮结构有限元分析过程的参数化,快速得到了齿轮结构工作过程的应力分布云图,为设计人员提供参考。     

船舶结构振动的三维有限元分析

船用机器产笺振动与噪声不仅使乘客和服务人员感到不适,振动会引起结构构件的交变应力,加速结构的疲劳,影响到船体的强度。因此,设计人员需要在船舶设计阶段对可能发生的振动现象的严重程度作出估计,以便采取适当的措施,使实船的振动降至国际标准限度以内。     

基于CATIA V6的船舶结构有限元网格方法

CATIA作为一款通用的工业设计软件,在许多制造行业得到了广泛的应用。随着V6版本较之V5版本进一步的提升了结构模型转换FEM平面单元的能力,CATIA目前已能够实现船体结构模型直接生成有限元网格。通过深入应用CATIA V6,依靠软件强大的三维建模功能,能够极大的减少船体结构划分有限元网格工作的工时。同时利用关联设计复用以往模型,进一步提高FEM模型的生成效率。甚至能够为实现船舶结构设计CAD/CAE一体化的目标提供了具有可行性的研究路径。因而本文通过分析CATIA软件生成有限元网格机制,结合船舶结构有限元分析对生成网格的要求特点,确定了具有实践性的结构建模与网格划分方法。最后通过实践案例予以验证,结合网格质量检查与优劣势分析,基于CATIA平台为船舶结构快速生成有限元网格提供了一种较为高效的方法。     

基于参数化模型的船舶圆柱売结构声学优化分析方法

复杂圆柱壳结构是船舶结构的主要形式,建立其快速声学优化分析方法对促进船舶结构声学设计, 实现“分析驱动设计”理念具有重要价值。基于隐式参数化建模方法,建立船舶复杂圆柱壳结构参数化模型库,提出基于参数化模型的船舶圆柱壳结构声学优化分析方法,解决了分析流程中数据自动传输、软件调用和变量控制等问题。算例结果表明所提方法是合理的,初步满足船舶复杂圆柱壳结构声学优化设计需求。     

桥式起重机桥架结构参数化建模与有限元分析

针对桥式起重机桥架结构的设计计算,采用参数化和命令流相结合的方法建立桥架结构模型,解决了模型修改困难的问题,并对模型进行有限元分析。对桥式起重机系列产品的结构设计具有较好的实际应用价值。     

大型舰船总纵强度计算方法研究

由于现有国内水面舰船设计规范仅适用于船长160m以下的舰船,为了更好地研究大型舰船的总纵强度,本文对一船长约200m的目标舰按照<中国船级社钢质海船入级与建造规范>(CCS)与基于<舰船通用规范>(GJB)基础上的建议标准以及全船有限元直接计算这三种方法作了计算与比较,得出了一些有益的结论,对大型舰船的总纵强度研究与规范的制定提供了较好的参考.     

参数化技术在舰船结构设计中的应用

参数化设计是指设计人员在CAD系统提供的条件下用一组参数来构造设计对象的信息模型,参数与设计对象的控制尺寸有显式对应,当参数的值发生变化时,设计对象随之改变。本文结合CATIAV5系统,介绍了参数化设计技术,阐述了参数化建模的几种方法。以甲板支柱为例,建立了支柱的参数化模型,实现支柱的参数化设计和模型自动修改的功能,大大节约了设计时间。     

船舶结构有限元模型快速生成研究

寻求一种快速的船舶有限元建模方法一直是船舶设计工作者努力的课题,直接利用AutoCAD中的二维结构图快速生成船舶结构的三维有限元模型,是一种自动化程度较高、快速性较好的方法,通过介绍船舶结构有限元模型数据的计算生成方法等,体现了其在船舶结构有限元建模上的优越性及局限性,以利于深入开展研究.     

“海豹6号”震源船悬尾结构强度分析

"海豹6号"震源船由于设备布置需要,在船尾处加设一个悬尾结构.应船级社要求,悬尾与主船体连接处结构要进行直接强度验证.本文对该悬尾带来的结构不连续处的强度进行了简化船体梁法和有限元直接计算法分析.通过这2种方法的研究分析,分别对悬尾结构的抗弯、抗剪及抗扭强度有了整体的认识和局部细节的把握,证明了结构不连续处的弯曲和剪切强度符合要求,并对甲板吊支架非对称负重时可能产生的大扭矩等提出了使用限制.     

十七万吨级浮船坞结构有限元强度计算

十七万吨级浮船坞为超大型浮船坞,浮箱由三段组成,其中首尾浮箱与中段浮箱间的过渡区结构相对较弱.文中选择了典型的载荷工况对浮船坞船体结构进行了三维结构有限元强度计算,计算出坞体及过渡区结构的变形和应力分布.计算表明,浮船坞结构强度满足要求,强度足够.     

船舶多学科设计优化中的船型变换模块

为了实现船型优化,第一步需要按照设计变量的改变来生成船型,这样就需要一个变换程序将母型船变换成设计船.当船型优化发展到基于CFD以后,传统的通过主尺度和几个船型参数例如Cp,Cw等来控制船体型线的做法已经不能满足要求,需要对船型进行更加准确,细致的控制.为了解决这个问题,文中开发了一个新的船型变换程序,它直接读人横剖面面积曲线和设计水线,然后变换船体型线以满足这两根曲线的要求.该程序的变换步骤包括主尺度仿射变换,Cm变换,横剖面面积曲线变换和设计水线变换.程序中主要的变换方法为广义Lackenby变换,仿射变换等.该程序由于直接根据横剖面面积曲线和设计水线来控制型线,使船型变换模块的设计变量从10个左右扩展到了40个以上,增加了船型优化提升船体性能的可能性.该程序是船舶多学科设计优化的船型优化模块的前处理程序.     

Markov决策过程在船舶结构维修中的应用

船舶腐蚀和疲劳是导致船体老化,进而使其逐渐丧失结构承载能力的重要原因.本文采用具有无后效性的Markov链来模拟船体结构老化过程,其状态空间由完好(不需要维修)、可见裂纹维修、油漆和阴极防护维修、腐蚀修理、疲劳裂纹修理、腐蚀疲劳组合修理和完全失效共计七种状态组成.每一状态均可采取无修理、修理和更新三者之一的维修方案.通过迭代来获得最佳维修方案以实现单位时间成本最低的维修优化目标.算例表明,Markov链可以合理地模拟船舶结构的老化过程,并可方便快捷地运用于船舶维修经济论证.     

舰船船体曲面建模标准研究

在对复杂曲面建模技术进行分析、对国内船体曲面设计方法进行研究以及对曲面建模软件实际应用情况进行了解的基础上,对我国舰船船体曲面建模标准进行探讨,确定标准的基本内容,这对于规范船体曲面建模将具有积极的指导作用。     

大型集装箱船整船有限元分析计算技术研究

本文在研究大型集装箱船整船分析的基础上,总结研究和发展了二种集装箱船整船有限元分析时调整节点力和惯性平衡的处理方法.对于正确地进行大型集装箱船整船结构强度直接计算具有指导作用和实用价值.同时本文提出了对集装箱船整船结构强度分析的分工况计算和应力合成技术,可应用于集装箱船的整船结构有限元计算分析.     

基于参数化子模型的SWATH船典型节点抗疲劳设计

复杂的交变载荷、特殊的结构形式和高强度钢的大量使用使小水线面双体船连接桥结构的疲劳强度问题尤为突出。针对此问题,研究在整船有限元分析的基础上,采用子模型法对SWATH船支柱体高应力集中区域的典型节点进行基于Miner线性累积损伤理论和Weibull分布连续模型的疲劳强度分析。并通过有限元分析软件Ansys及其参数化编译语言APDL建立该典型节点的参数化子模型,结合以表征结构疲劳寿命的累积损伤度和影响疲劳强度的形状和尺寸参数建立的优化模型进行优化设计研究。算例结果表明,该方法能够在提高结构疲劳强度的情况下,提出结构重量较轻的节点形状和尺寸方案,为此类结构的抗疲劳设计提供参考。