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.     

水下非接触爆炸冲击下舱段模型的仿真分析

水下非接触爆炸冲击波容易引起舰船局部结构的大变形或破损。本文以舱段模型为基础,分别修改外底板板厚、增加强肋骨和龙骨数量得到了3种新的舱段结构模型。使用ABAQUS软件对各舱段水下非接触爆炸冲击下的动态响应进行仿真计算,对外板塑性变形、内底及各层甲板应力和加速度峰值进行分析和对比。结果表明:在本文的工况下,增加强肋骨数量能明显减小舷侧塑性变形;增加外底板厚度能提高舱段底部抗冲击性能;增加龙骨数量能减少船底板变形,但会增加舷侧变形及各甲板应力和加速度。     

水下非接触爆炸冲击下舱段模型的仿真分析

水下非接触爆炸冲击波容易引起舰船局部结构的大变形或破损。本文以舱段模型为基础,分别修改外底板板厚、增加强肋骨和龙骨数量得到了3种新的舱段结构模型。使用ABAQUS软件对各舱段水下非接触爆炸冲击下的动态响应进行仿真计算,对外板塑性变形、内底及各层甲板应力和加速度峰值进行分析和对比。结果表明：在本文的工况下,增加强肋骨数量能明显减小舷侧塑性变形;增加外底板厚度能提高舱段底部抗冲击性能;增加龙骨数量能减少船底板变形,但会增加舷侧变形及各甲板应力和加速度。     

基于响应面法的强力甲板结构优化设计

对于大型散货船,强力甲板是船体承受总纵弯矩及局部载荷的主要构件。特别是在压载工况下,强力甲板易出现结构问题,因此合理的强力甲板设计对船舶结构安全性和经济性十分重要。提出了基于响应面法的船体结构优化方法,并对一艘76 000 DWT散货船货舱段的强力甲板结构进行优化设计以验证该方法的有效性。在不同板厚尺寸、相同工况下进行甲板参数的灵敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力的基础上,应用响应面法的均匀设计试验方法,得出该舱段强力甲板最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度以及规范要求的最小厚度的约束条件下,对该舱段的强力甲板结构厚度进行优化。所得的优化结果说明该优化设计方法在实际工程中具有应用价值。     

甲板运输船艏部舱段有限元强度分析

考虑甲板运输船的甲板相对较宽,容易导致尺度比超出规范的限定,因此其强度分析应该特殊考虑.利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran建立舱段有限元模型,对甲板运输船的艏部舱段在总纵外载荷、外部水压力和甲板局部载荷作用下的强度进行直接计算和分析.     

希望号储油轮船体局部结构裂纹损伤原因分析

对使役二十年的南海希望号储油轮，进行了总体结构、局部结构计算分析、模拟试验及实测。完成甲板与左舷第５号压载水舱（５Ｐ舱）裂纹处的应变应力实测后又发现左舷第２号压载舱（２Ｐ舱）也存在裂纹及裂纹损伤，在进行２Ｐ舱应变应力实测的同时还对５Ｐ舱裂纹损伤处相对应的前一肋段进行了实测。这些数据对探明损伤原因提供了充分的依据。     

甲板舷侧大开口结构应力集中分析及钢模试验

在粗网格有限元模型计算结果的基础上,建立了某船甲板舷侧大开口高应力区局部细化的舱段有限元模型,并利用有限元软件MSC.Nastran对其应力集中现象进行了分析。基于材料分段线弹性假设,对该船甲板舷侧大开口结构有屈服点出现后,角隅区域的应力分布和塑性区扩展规律进行弹塑性有限元计算,并开展了甲板舷侧大开口钢质模型试验,试验结果验证了弹塑性有限元计算结果的准确性。本文的研究成果对于大型船舶甲板舷侧大开口这类特殊结构的强度衡准制定以及局部结构优化设计具有重大的参考价值。     

空爆下强力甲板损伤变形后舱段剩余极限强度分析

根据德国萨克森级护卫舰在强力甲板上加装纵向箱型梁的舰体结构设计理念,评估强力甲板设置纵向箱型梁之后空中爆炸(空爆)防护能力的提高比例。选择舰船非接触式爆炸冲击载荷工况,采用ABAQUS中的CONWEP模块模拟空爆对强力甲板的冲击作用,建立普通舱段和甲板设置纵向箱型梁的舱段在强力甲板损伤之后的有限元模型,通过准静态法求解其剩余极限强度。采用三角级数对舱中处强力甲板的变形曲线进行拟合,给出描述强力甲板变形的参数,分析其与剩余极限强度保持能力之间的关系。分析结果表明:与普通舱段相比,若在强力甲板下方合适位置处设置纵向箱型梁,则当强力甲板变形参数相同时,加强后的舱段可有效提高船体自身的剩余极限强度。     

1500吨级甲板驳改机动卤水运输船设计

本文仅介绍1500吨级甲板驳改半舱甲板机动卤水运输船设计的主要方面。其采用简单的双尾船型、充分利用原船结构布置的改造方法，经实践证明是一种经济实用、切实可行的方法。而甲板下沉改为液货舱底板与水平桁架形成整体，重量可降低，是值得进一步研究的半舱甲板液货船船型结构方式，可供同类船型技术改造参考。     

非接触爆炸下纵向箱型梁舰船的极限承载能力研究

以德国F124护卫舰纵向箱型梁甲板结构型式的舱段为研究对象,采用流固耦合方法计算其在空爆作用下的甲板变形。采用阻尼因子法,对各冲击因子下箱型梁和普通甲板结构型式舱段塑性变形后的极限承载能力进行比较分析。研究结果表明:在遭受非接触爆炸冲击后,箱型梁甲板结构型式与普通甲板结构型式相比,具有变形小、变形后舰体极限承载能力下降低等优势,因而能够显著提高舰船生命力。     

舱口悬臂梁结构模型试验与分析

本文通过将立体舱段舱口悬臂梁结构模型的六种形式在五种载荷作用下,对甲板结构各强力构件进行了应力测量。同时考虑到舱口范围内设置不同根数悬臂梁以及舱口端横梁中点处设与不设支柱的情况,对上下甲板悬臂梁及其加强肋骨、舱口甲板纵桁、舱口端横梁、悬臂纵桁及其加强桁材的受力情况进行了探讨,为船舶设计提供依据。     

1700TEU集装箱船甲板大开口强度评定

本文在消化吸收德国劳氏船级社（GL）规范所规定的有关方法基础上，对集团建造的1700TEU集装箱实船进行了甲板大开口强度的分析和评估。其中包括纵向甲板板条的合成应力和舱口角隅处的疲劳强度评估；并讨论了与简化的确定性疲劳强度评定方法的评估结果密切相关的主要参数的影响。计算结果表明，该方法对集装箱船甲板结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

矩形耐压舱预应力支柱优化设计

[目的]为有效降低矩形耐压舱顶甲板的弯曲应力,[方法]提出在耐压舱内部设置预应力支柱。首先,给出支柱布局及尺寸已定的情况,以支柱预应力为设计变量,顶甲板板架弯曲应力为目标函数,建立考虑支柱应力约束的支柱预应力最优配置数学模型;然后,进一步将支柱位置作为设计变量,进行支柱布局及其预应力配置优化设计;最后,在预应力优化结果的基础上提出一种降低支柱结构重量的设计思路。[结果]优化结果表明,合理配置支柱的预应力,在支柱重量不增加的前提下顶甲板板架弯曲应力值降低了21.6%;进一步优化后,最终的支柱优化设计方案使顶甲板板架弯曲应力进一步降低了16.0%。[结论]研究结果可为类似结构设计提供方法参考和设计借鉴。     

IMO-I型化学品船甲板舱建造关键工艺研究

IMO-I型化学品船液货舱内壁结构选用了2205双相不锈钢材料。与普通碳钢相比,其热传导率低,焊接变形大,施工难度大。甲板舱为船舶主甲板上的独立罐式货舱,为八边形筒形结构,对接要求高,焊接难度大。通过对关键工艺的研究,对此化学品船甲板舱采取复合焊接法施工,提高了棱角处的焊接质量;通过控制关键工艺解决预舾装的难点,保证了预舾装工作的开展。此甲板舱建造关键技术的研究成果为建造后续八边形结构罐体积累了经验。     

散粮船满载舱端部不平舱谷物移动力矩计算法

一、国际上关于端部不平舱谷物移动力矩计算方法的一些规定 1.1974年国际海上人命安全公约,SOLAS的规定 1974年SOLAS要求满载舱和部分装载舱都必须进行一切必要和合理的平舱,以使在任何满载舱内的散装谷物能尽最大可能填满甲板下方及舱口盖下方的一切空间,而使谷物移动的影响减至最小。同时也规定如果船舶设有输送管道、甲板添注口或其他类似装置,能使谷物自由流进舱内而在甲板下方形成空档时,     

基于概率破舱的载荷计算方法及弯曲剩余强度分析研究

基于NAPA软件对某甲板货船进行建模分舱,计算了船舶概率破舱后三个初始工况下所有破损组合的弯矩值,并采用VB编程语言产生最大弯矩包络曲线;对破损后船舶的弯曲剩余强度进行了确定性分析研究,分析并得出了满足许用应力时舷顶和舭部所允许的最大破损范围。概率破舱载荷计算结果较为安全可信,且弯曲剩余强度分析方法对船舶破损时强度的判断有一定的参考作用。     

散货船连续纵向舱口围板设计

综合考虑散货船设计面临的结构轻量化需求和纵向舱口围板趾端和舱口角隅容易产生裂纹的问题,以21万t散货船为例,提出一种连续的纵向舱口围板结构设计方案。结合HCSR规范,采用有限元分析方法,研究连续纵向舱口围板对整个主甲板区域重量以及对舱口角隅应力和疲劳的影响,结果表明,连续纵向舱口围板方案在散货船上是可行的,该方案可使整个甲板区减重41.54 t,而且舱口角隅处的应力水平和疲劳强度比传统方案有所改善,应力水平下降4.69%,疲劳寿命提高37.64%。与传统的不连续纵向舱口围板相比,连续纵向舱口围板设计方案可实现散货船结构轻量化,消除了舱口围板趾端疲劳裂纹隐患,降低了舱口角隅应力水平。     

2500吨级半舱甲板货船中剖面设计

本文通过对2500吨级半舱甲板货船四种中剖面结构形式的总纵强度进行计算比较分析，得出较优的中剖面形式是：采用下甲板与内舷板相连接在下甲板平面，内舷板下设甲板纵桁及支柱，其中剖面截面积较其他形式减少2．7％-3．6％，重量可降低，是值得进一步研究的半舱甲板货船船型结构方式，可供设计参考。     

深海载人潜水器载体框架结构设计与强度分析

载体框架是用于安装固定载人舱、蓄电池、可弃压载、可调压载水舱、高压气罐和浮力块等深海载人潜水器设备的空间桁架结构,也是深海载人潜水器布放、回收和甲板系固的主要承力结构。因此,载体框架的设计应便于设备、仪器、浮力块和轻外壳的安装、拆卸与维护;并有足够的强度和刚度,以保证载人潜水器的布放和回收,以及在母船甲板上系固。在上述条件下,还应使其重量尽可能小。总结和介绍了我国正在建造的深海载人潜水器载体框架的材料选择、计算工况及设计载荷与许用应力的确定、结构型式的确定、构件的连接方式、节点的优化处理,以及结构强度的分析方法,给出了载体框架在单点回收和甲板系固两种工况下的强度分析结果,为今后研制同类型产品提供参考。     

内压下矩形耐压舱内部结构优化设计

[目的]为有效降低内压下矩形耐压舱板架弯曲应力,[方法]分别提出内压下矩形耐压舱内部平台位置和支柱布局以及尺寸优化设计数学模型。以内部平台垂向位置作为设计变量,极小化横纵舱壁结构的最大弯曲应力,采用遗传算法求解,得到最优的内部平台布置位置,其优化结果接近垂向均布。支柱设计采用分级优化设计方法,先以等刚度支柱位置作为设计变量,极小化顶甲板结构的最大弯曲应力,分别得到不同支柱数量下的最优布局方案;然后依据应力约束条件选取支柱数量及布局,在此基础上进一步以支柱截面尺寸作为设计变量,以基础优化方案的重量作为约束,极小化顶甲板结构的最大弯曲应力,得到不等刚度支柱最优截面尺寸。[结果]其优化结果显示偏中心区域支柱截面积更大。最终优化设计方案较初始方案,横舱壁、纵舱壁和顶甲板弯曲应力分别降低了28.3%,25.7%和13.9%。[结论]本优化设计方法可为类似结构设计提供方法参考和设计借鉴。