船体结构腐蚀模型对检测及维修规划的影响

提出了基于风险的船体结构腐蚀优化检测及维修的基本理论框架.最优的检测及维修,是在保证结构在设计工作寿命内的可靠指标大于最低可靠指标的基础上,使结构生命周期内总的期望费用最小.建立了检测、维修及失效事件的安全余量方程,推导了失效及维修概率的计算公式.在此基础上,以船体结构两种常用的腐蚀模型Paik模型和Guedes Soares模型为例,分析了两种模型对最优检测及维修策略的影响.其结果表明,腐蚀模型对最优的检测及维修次数和时间有明显的影响,但是对总的期望费用及失效概率影响不大,而且两种腐蚀模型得出的最优失效概率都是10-3.     

数据挖掘的船舶电力电路短路识别

电路短路类型多样复杂,当前方法的电路短路识别错误概率高,为降低电路短路识别的错误概率,设计了基于数据挖掘的船舶电力电路短路识别方法。首先采用传感器采集船舶电力电路工作状态信号,并采用小波包对船舶电力电路工作状态信号进行多层分解,提取相应的小波包能量熵,将其作为船舶电力电路短路识别的特征,然后采用数据挖掘技术对特征向量和船舶电力电路短路类型间的变化关系进行建模,设计船舶电力电路短路识别模型,最后在Matlab 2017平台进行了船舶电力电路短路识别实验,本文船舶电力电路短路识别正确率超过95%,而对比方法的船舶电力电路短路识别率低于90%,本文方法不仅大幅度降低电路短路识别的错误概率,而且船舶电力电路短路识别效率更高,能够用于实际的船舶电力系统管理。     

耐压船体结构典型接点疲劳寿命评估

潜艇在潜浮过程中,由于静水外压引起的工作应力与焊接残余应力叠加,形成拉压循环应力,导致耐压船体的局部结构可能出现低周疲劳裂纹.一般情况下,高强度钢在抗拉强度提高的同时往往伴随着材料塑性储备和断裂韧性的下降,因此分析高强度钢潜艇结构的低周疲劳寿命非常重要.本文基于断裂力学和Paris公式建立了潜艇耐压结构低周疲劳寿命的工程估算方法,根据裂纹无损检测的概率统计和含裂纹圆柱壳极限应力分析,给出了初始裂纹和裂纹临界状态的建议值.应用本文的简化方法分析了某潜艇结构和锥柱结合壳模型的低周疲劳寿命,锥柱结合壳模型的数值算例表明本文的计算结果与试验测试结果相吻合.     

基于运动与表象特征的广域船舶目标识别方法

[目的]旨在提出对航行于关键广阔水域内的船舶进行准确识别和定位的改进方法.[方法]运用视频监控的优点,综合采用基于背景差分算法的运动目标检测方法与基于深度学习算法的图像表象特征识别方法,结合目标的运动特征和图像表象特征,实现多维度广域船舶识别的功能,并对水纹降噪、多级运动检测、航道监控图像窗口分割检测等方法进行改进,进...     

基于贝叶斯网络的船舶溢油风险评价研究

船舶溢油事故已成为导致海洋污染重要的因素之一,采用科学方法对船舶溢油风险进行有效的预测与评估具有重要意义.将船舶溢油风险分为操作性溢油风险与事故性溢油风险两类,通过分析历史数据与借助专家经 验识别风险因素,构建了船舶溢油风险的贝叶斯网络模型和条件概率表CPT,并利用HUGIN软件进行了概率推理和风险因素灵敏度分析,定量评估了船舶溢油风险,找出了影响最突出的风险因素.将贝叶斯网络模型应用于我国沿海港口水域,得出两类船舶溢油风险概率分别为0.013 8和0.000 3,指出了加燃油、装卸油品、人员疏忽和船舶密度等风险因素对船舶溢油风险影响最突出.     

船舶通过三峡通航双浮吃水检测装置安全风险辨识分析

为防止船舶碰撞三峡通航双浮吃水检测装置,保障船舶通航安全,保证装置安全、高效、可靠地运行,本文以船舶通过三峡通航双浮吃水检测装置碰撞风险为对象开展研究.运用头脑风暴、事件树、事故树、海事结构说、因果分析、危险预测分析等风险分析方法,从人、船、环、管四个方面进行风险识别,为后期船舶通过三峡通航双浮吃水检测装置的风险防控和...     

船舶结构腐蚀检测与腐蚀模型不确定性及其更新

针对经典的概率论不能有效地处理无损检测中检测概率的参数不确定性问题,提出了定量分析检测概率参数不确定性问题的贝叶斯方法,并以威布尔分布形式的检测概率为例,推导了量化参数不确定性的放大系数的计算公式.针对传统的数据分析法及专家判断法不能分析模型不确定性更新问题,本文基于无损检测信息,采用贝叶斯更新方法量化了检测概率分布函数的统计模型不确定性,得到了检测概率统计模型权重的后验概率及相应的分布参数的后验概率密度函数.最后提出了分析船体结构腐蚀多层次模型不确定性问题的全概率模型法,并用算例证明了文中所提方法的有效性.     

碰撞事故下油船泄漏的定量风险评估

针对目前船舶与海洋工程领域的风险评估大多为一些描述性的定性分析,难以确定风险发生的频率以及风险发生后的区域的状况,本文依据P.T.Pedersen研究船舶碰撞概率的计算方法,以某一区域为例,计算并分析了该区域的船舶碰撞事故发生概率;运用由挪威船级社(DNV)开发的NEPTUNE软件对油品特性进行了分析,并模拟了某一油船发生泄漏的油膜范围,预测了由泄漏所引发的火灾及爆炸事故的损害区域,这对油船上设备的合理布置及舱室设计工作具有一定的参考意义.     

基于AP聚类和深度卷积网络的船舶焊缝缺陷检测

针对船舶焊缝缺陷检测中存在定位困难和识别效率低问题,提出基于AP聚类和深度卷积神经网络的检测方法.采用基于距离最值的M-SMOTE算法进行焊缝样本不平衡数据集处理,实现少数类新样本的精细化生成,并提出基于AP聚类的深度卷积神经网络模型.模型先基于几何特征、强度特征和背景对比反差进行11个焊缝缺陷特征提取和AP聚类,并将聚类结果作为神经网络输入;采用自适应PCA法对网络进行降维,在保证识别准确率的基础上,通过参数化方法简化降维步骤.试验表明,在通用焊缝数据集上,文中模型的识别率高达98.87％,与准确率较高的VGG模型相比,训练时间缩短12.10％,模型存储减小11.94％;在船舶焊缝数据集上,文中模型的总体识别率达到98.00％,对比准确率较高的DNN模型,其准确率提高了 3.33％.     

基于完整稳性倾覆概率风险的内河客船主尺度优化

通过建立内河客船在规则波中的横摇频幅响应模型,将船舶倾覆概率表达为横摇角概率密度函数的积分,提出适用于船舶初步设计阶段的内河客船倾覆概率计算模型.采用一艘长江干线旅游客船作为母型船,将倾覆概率作为安全性指标,融入优化决策过程中,与其他技术、经济性指标进行整合,构建多目标决策问题,对母型船进行主尺度优化.结果 表明,基于完整稳性倾覆概率风险的主尺度优化方法,能够克服传统优化方法的弊端,使得完整稳性风险在初步设计过程中得以被正确评估,从根本上提高设计方案的完整稳性性能.     

船体结构最优风险评估维护计划（英文）

Various structures such as marine structures age over time. In order to always maintain safety conditions, maintenance processes including inspection and repair should be implemented on them. Corrosion and fatigue cracks are two main factors that reduce the ultimate strength of the ship's hull girder over time and thus increase the probability and risk of failure. At the time of inspection,the structural conditions must be checked so that, if necessary, the required repairs can be done on it. The main objective of this paper is to provide optimized maintenance plans of the ship structure based on probabilistic concepts with regard to corrosion and fatigue cracks. Maintenance activities increase the operational costs of ships; therefore, it is advisable to inspect and repair in the optimal times. Optimal maintenance planning of the ship structure can be conducted by formulating and solving a multi-objective optimization problem. The use of risk as a structural performance indicator has become more common in recent years. The objective functions of the optimization problem include minimizing the structure's lifecycle maintenance costs, including inspection and repair costs, and also minimizing the maximum risk of structural failure during the ship's life. In the following,to achieve better responses, reliability index has been added to the problem as the third objective function. The multi-objective optimization problem is solved using genetic algorithms. The proposed risk-based approach is applied to the hull structure of a tanker ship.     

基因演算法於船体加强板架之最佳化设计应用

船体结构之最佳化设计是一个复杂非线性的混和离散问题，并且要搜寻到全域的最佳值并不容易。在复杂的设计环境下基因演算法（Genetic Algorithm；GA）却可以搜寻到近似的全域最佳值。本文主要是应用基因演算法对T加强板架（Tee stiffened panel）、平板加强板架（flat-bat stiffened Panel）等常用且最具代表性之船体结构件进行最佳化设计，使结构在满足终极破坡限制（ultimate failure constraints）与耐用破坏限制（serviceability failure constraints）等所有限制条件下，求得最佳目标函数值中各设计变之最佳组合。在过程中并考量不同族群大小、变换机率、突变机率因素对最佳化结果的影响。文中是以制造成本为目标函数，其中同时考量材料成本及劳工成本，且所得之结果与连续性线性规则（Sequential Linear Programming；SLP）最佳化结果作了比较。计算的结果显示基因演算法可以有效地与快速地获得最小重量和最低成本的目标。     

基于风险的船体结构检测及维护研究综述

本文简要地分析了基于风险的检测及维护的基本概念及基于风险的船体结构检测及维护研究的重要意义.分别从基于可靠性的检测及维护、基于风险的检测及维护和优化检测和维护三个层次,详细综述了国内外关于基于风险的船体结构检测及维护研究的主要成果和进展,最后指出了目前基于风险的船体结构检测及维护研究要解决的关键问题和今后的研究方向.     

舰船系统三维破损失效概率计算方法

本文对舰船装备系统遭受武器攻击后破损失效概率的计算方法进行了探讨．建立了三维破损失效概率的计算方法．利用该算法编制了电算程序．并对某舰装备系统进行了计算，获得满意的结果．该算法适应性强，简便实用，精度也高．     

荧光磁粉探伤法在船舶检验中的应用

阐述了荧光磁粉探伤法在船舶检验中的应用经验，介绍了该探伤法的特点、常用设备和材料、以及操作中应注意的事项。对荧光磁粉探伤法及普通磁粉探伤法进行了对比试验，介绍了其试验结果，证明前述探伤法的灵敏度优于后者。并列举了一些应用实例，以证明在船舶检验中应用荧光磁粉法探伤的有效性。     

一种复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法

风暴模型是Tomita等提出的用来评估船舶结构疲劳强度的一种随机波浪载荷简化模型,它能表达波浪载荷是与时间相关的随机过程。文中介绍了风暴模型及波浪诱导应力短期分布的基本特征。将风暴模型和裂纹扩展率单一曲线模型及焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法结合起来,探讨了复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法。并用权函数法计算了给定残余应力分布的表面裂纹应力强度因子。预报了对接焊接接头焊趾处表面裂纹在风暴波浪载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为,结果表明风暴的大小、顺序,初始裂纹尺寸及残余应力对裂纹扩展行为影响明显。合理的风暴模型参数及初始裂纹尺寸的确定对船舶结构的疲劳寿命预报是非常重要的。     

A reliability approach to fatigue crack propagation analysis of ship structures in polar regions

Fatigue is a common failure mode in ship structures. For structures with an initial crack, the fatigue crack propagation behavior needs to be considered. The purpose of this study is to establish a procedure for analysis of fatigue crack propagation of ship structures in combination with reliability methods. The stress intensity factor (SIF) and geometry correction factor are calculated by means of finite element analysis. Validation for the SIF calculation is achieved by comparing the computed results with those based on related solutions. Since fatigue damage usually occurs in weld areas, the effect of such components on the fatigue crack propagation behavior was also considered in this work. The Paris law in combination with the Monte Carlo technique are employed for the fatigue crack propagation analysis in this study. Reliability updating based on inspection for cracks is also carried out. A computer program was developed for the purpose of fatigue crack propagation analysis within the framework of reliability methods. An application example of fatigue crack propagation in relation to the hull of the icebreaker Xuelong 2 is presented. The sensitivity of the procedure to key analysis parameters (sample size, initial crack size) is also considered. Finally, the effect of low temperatures on the computed results is also analyzed.     

船舶智能制造流水线质量检验数据采集技术应用

结合船舶建造质量管理内容和船舶企业实际情况,对智能制造流水线环境下的质量检验数据采集技术进行研究。建立船舶建造质量检验数据采集实现路径,从精度检测数据采集、焊缝检测数据采集和常规检验数据采集等3个方面提出相应的技术方案,可显著改善质量检验数据采集速度慢、效率低的现状,帮助船舶企业进一步提升质量管理水平。