结构型式对双层壳声辐射特性影响研究

基于有限元及边界元法，运用有限元计算软件ANSYS和声学软件SYSNOISE，通过对圆柱壳体结构形式（耐压壳板的厚度、肋骨的布置）的改变，分析了结构形式对水下结构辐射噪声的影响，找到了结构型式改变对其结构辐射噪声的影响规律。同时研究了圆柱壳不圆度对结构振动和声辐射的影响，结果表明圆柱壳不圆度的存在，一定程度上加强了水下结构的振动，且壳体截面的不圆度越大，结构的辐射声功率越大。这对降低水下航行体的噪声具有重要研究价值。     

夹层板脱层对结构振动特性的影响分析

聚氨酯弹性体钢夹层板结构（SPS）因其优异的力学性能和可设计性，近年来在船舶制造等领域得到广泛应用。本文通过理论与数值仿真，研究了 SPS夹层板结构自由振动以及脱层对振动特性的影响。首先，对 SPS夹层结构，提出一种等效模型，采用简化一阶剪切变形理论，建立了夹层板横向自由振动控制方程，并结合边界条件给出了 SPS夹层结构的振动频率表达式。通过与文献和数值仿真结果的对比分析，验证了本模型与方法的有效性与准确性。考虑结构易脱层的特点，研究了面/芯脱层对结构振动特性的影响，对比分析脱层范围、脱层位置以及脱层形状对结构低阶频率的影响，给出了各脱层参数与结构低阶振动频率的关系，为 SPS结构的设计与应用提供指导。     

基于非线性理论的船舶结构稳定性研究

本文以结构的线性分析为基础，对船舶结构的线性稳定性分析方法进行了改进。同时，采用基于特征值分析的线性稳定性分析方法得到了船舶结构的临界载荷，从该载荷值可以预测出实际结构临界载荷的上限并能较好地反映船舶结构线性性能对其稳定性的影响，据此得出船舶结构的失稳位形。在非线性稳定性分析中，采用NEWTON—ROPHSON方法及弧长法求解考虑非线性时船舶结构的临界载荷，并详细讨论了结构缺陷对稳定性的影响，提出考虑结构缺陷时船舶结构稳定性计算方法。通过不同类型的算例进行分析比较，总结出船舶结构边界条件、几何缺陷变化与船舶结构稳定性之间关系，验证了本文稳定性分析方法的正确性、有效性及对现役散货船船体结构的适用性。     

夹芯复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究

潜艇的声隐身问题一直是研究的热点，各种新的声学材料和结构不断涌现。首先对复合材料在潜艇声隐身结构中的应用情况进行了分析，对其材料、结构形式、作用效果等方面进行了详细阐述，提出了夹芯吸声复合材料作为水下声隐身结构的发展趋势。然后利用数值计算的方法，对夹芯复合材料的声学性能进行了分析，得到了夹芯复合材料各层材料参数，如厚度、声特性阻抗和损耗等对声学性能的影响规律。最后，评估了典型局部结构壳板应用夹芯复合材料后的力学性能和声隐身性能。结果表明，潜艇非耐压结构的壳板采用夹芯复合材料可以满足结构的力学要求，与钢结构相比声隐身能力得到提高。     

潜艇尾部可拆式非水密结构阻抗特性研究

根据潜艇防腐治理研究的需要，研究设计了潜艇尾部螺栓连接可拆式非水密结构，并采用有限元法与模型试验对比分析的方法对该结构进行了阻抗特性分析，同时研究了螺栓间距对结构阻抗特性的影响。研究结果表明，焊接改为螺栓连接对结构阻抗特性影响不大，螺栓间距的改变对结构阻抗特性的影响不明显。探讨了用有限元法进行动力分析时螺栓连接的模拟方法，为分析同类问题提供参考。     

集装箱船舶中剖面结构形式的最优选择

本文讨论集装箱船舶中剖面结构形式的最优选择。首先建立了３种结构形式－－双底双壳结构，底边舱顶边舱结构和抗扭箱结构的优化设计数学模型，在复合形法获得连续变量最优解的基础上，再用ＭＤＯＤ法进行第二步优化，分别获得了规格化的离散变量最优解；接着，又用多种影响结构形式优劣的因素进行了结构模糊综合评判，指出对集装箱船舶而言，抗扭箱结构形式最优，双底双壳结构形式次之，底边舱顶边舱结构形式最差。     

舵桨装置基座及加强结构的强度研究

舵桨装置基座及加强结构为舵桨合一悬挂装置的支撑结构，其受力状态和结构形式复杂。该文通过分析舵桨装置的工作运行特点，提出了该基座及加强结构在不同海况、各种工作状态下的载荷计算方法，通过结构有限元分析，对这部分结构进行了综合优化，从优化结果可见其应力分布较为合理。     

航运企业的最优资本结构及其确定

随着我国市场经济体制的建立与投、融资体制的改革，企业已成为投、融资的主体，其资本结构问题相应地成为了企业财务管理中的核心问题之一。本文从航运业的固有特性出发，论述了航运企业的资本结构及其与企业收益之间的关系，在这一基础上，提出了航运企业的最优资本结构及其确定方法，并对影响航运企业资本结构的因素进行了分析。     

含损伤加筋结构的振动与声辐射特性研究

采用有限元／边界元方法针对加筋结构，研究了损伤对振动与声辐射特性的变异特性。将损伤模型引入结构有限元分析中，针对各向同性损伤单元模型中，采取刚度各向整体弱化的方法分析；对于各向异性损伤单元模型中，采用Kachanov理论，分别引入了x和y两个方向的弹性损伤折减系数。基于Mindlin板理论，建立描述健康和损伤的4结点有限壳单元模型，采用有限元方法计算结构振动特性与表面动力响应。基于4结点二维线性边界元模型，根据Rayleigh积分可以计算结构振动向外辐射的声压，进而可以得到辐射声功率和辐射指向性。为了研究损伤结构处于空气或水中不同损伤位置和大小对结构振动及声特性的影响，文章建立了含损伤结构的动力与声辐射分析方法，就各种损伤对结构振动频率、振动模态与声辐射模态、辐射阻尼、辐射功率与指向性的影响进行了数值模拟。通过对典型算例分析，得出了相应的结论，在评价损伤对船舶与海洋结构物常用的加筋结构声辐射特性影响方面做出了一定的探索。     

框套顶压水下施工装置设计与应用

圆柱形结构表面设置水下挡水装置，需解决装置与圆柱结构共同密封挡水和承担装置所受上浮力两大问题。通过现有围护挡水结构的分析，提出了一种由挡水结构和受力结构两部分组成的框套顶压水下施工装置。挡水结构为底部预留圆孔、顶部敞开的剖分式框套结构，通过预留圆孔与圆柱结构的紧密接触挡水；受力结构为布置在桩基顶部的井字形顶压式结构，承担挡水结构上浮力并传递至相邻的2根桩基结构上。结合某高桩码头的浮式系船桩钢套箱安装实践，进行了装置设计和桩基结构稳定性验算，明确了施工要点及工序控制要求。本装置可重复使用、经济合理、技术可行，可为类似工程水下施工提供借鉴。     

On structural design of energy efficient small high-speed craft

This paper presents an integrated design procedure for determination of structural arrangement and scantlings for the complete structure of small high-speed craft. The purpose of the procedure is to serve as a tool in the preliminary design stage where it enables generation of weight minimized designs with very limited effort. The design procedure is applied in a material concept study for a high-speed patrol craft. The various concepts include single skin and sandwich composites, aluminum and steel. It is demonstrated that the mass of the aluminum hull structure can be reduced from the original 11.7 tonnes to 9.6 tonnes through application of the presented design procedure. The most weight efficient material concept is a carbon-fiber foam-cored sandwich with a structural mass of 4.8 tonnes, which is about 50% less than the refined aluminum version. Through simple hydromechanic analysis, potential for fuel and CO2 emission reductions of 8% for the refined aluminum version and 27% for the carbon-fiber sandwich version in relation to the original craft are indicated.     

Drift-wood collision load on bow structure of high-speed vessels

Impact load estimation of drift-wood hitting against the bow structure of high-speed vessels has been investigated. It may be difficult for the craft operator to detect in advance a drift-wood floating just below the ocean surface and to avoid the collision with it. It is particularly difficult for operators of the high-speed vessels in night cruising mode. The probability of the accident may be higher than that of the collision with rocks or other ships because of the difficulties of early detection of the floating object. Impact loads are estimated for drift-wood of different sizes and craft speed considering whipping motion and local crushing of the wood at the hitting region. A simplified formula for the load estimation is proposed based on the modal approach and the energy balance. Predicted impact loads can be applied to the initial design of the bow structure and collision bulkhead of the craft to secure the structural safety against a possible accident.     

22000吨级超宽浅吃水双桨油船结构设计关键技术

22000吨级超宽浅吃水双桨油船是目前世界上最大的加油船。文章简要介绍了该船的船型特点,阐述了该船结构设计的关键技术。针对该船超常规尺度的特点,采用波浪载荷预报及有限元直接计算方法计算其结构尺寸,并与常规尺度船舶进行比较发现二者结构尺寸差别较大。创新采用的只设顶墩不设底墩槽形舱壁设计满足结构强度、舱容和工艺要求,并实现舱壁轻量化设计。创新采用的"肋板/纵桁+半高桁材+局部支撑"半开放式槽形舱壁支撑设计,既方便了施工,又减轻了结构重量。采用多项轻量化设计技术,减轻了结构重量,降低了建造成本,提高了营运经济性。该船的超常规尺度结构设计对类似船型的结构设计具有一定的借鉴意义。     

地效翼船主翼结构优化设计

本文利用ANSYS软件,建立了地效翼船主翼结构工程实用的优化模型,根据主翼结构的制造工艺和设计载荷工况确定了关键构件截面的优化设计变量和应力约束条件,以主翼结构最小重量为目标函数进行优化设计,取得了明显的减重效果.在对优化结果可靠性评估的基础上,提出了应力折减系数以修改关键构件的应力约束条件,进行主翼结构的二次优化,提高了优化设计的可靠度.     

条辐叶螺旋桨发明与设计、制作、试验报告

作者依据十余年研究发现的“螺旋桨扭切应力损耗原理”发明“条辐叶螺旋桨”并申报中国发明专利。1996年，按推进效率0.70、0.75、0.80设计制作了3只条辐叶挂机螺旋桨，完成多次挂机船试验，创造出推进效率达到0.786，提高船速12％的高技术指标。     

水翼艇及其控制方法综述

作为高速船舶中的一种,水翼艇以其优异的快速性、耐波性、操纵性及经济性等特点得到广泛的发展和应用。本文首先概述了水翼艇的发展历程,对国内外水翼艇的发展及现状进行了分析研究。重点总结了水翼艇的特点,以不同的角度对水翼艇进行了分类,对水翼艇的纵向控制方法研究进行了简要总结。最后,阐述了目前水翼艇研究存在的问题,对未来水翼艇的发展趋势进行了展望。     

基于SQP优化算法的滑行艇结构设计

针对滑行艇艇体结构开展优化设计研究。根据其结构特点,建立艇体结构的优化模型,运用序列二次规划（SQP）算法对该优化模型进行计算。详细介绍了运用MATLAB编程实现该优化计算的步骤;利用该优化算法对滑行艇艇体的部分结构进行优化计算;并与规范计算结果比较。结果表明：艇体结构材料的利用率提高,有效降低了艇体重量。最后运用有限元分析法对优化后的艇体结构进行了单元应力校核,确保艇体结构满足要求。表明SQP算法对滑行艇艇体结构优化有效,具有一定的工程参考价值。     

绿色能源双体无人艇艇型综合优化分析

为了实现绿色能源双体无人艇的艇型最优设计,本文对艇型设计的多目标策略和智能优化算法进行研究。首先综合考虑太阳能和风帆以及快速性、操纵性、耐波性和抗倾覆性四大性能对艇型设计的影响,建立综合优化数学模型;然后基于遗传算法改编的综合优化设计软件确定总目标函数最优情况下的遗传次数、种群规模、变异概率和交叉概率;最后采用外部分层策略对遗传算法结合粒子群和混沌算法,进行了混合算法的比较分析。结果表明,相比于单一遗传算法,混合算法的优化效果更好,且在不同载波概率情况下,遗传算法+粒子群算法的优化效果均为最佳,外部分层策略可以有效提高寻优效果。     

翼滑艇快速性、操纵性及结构特性综合优化方法研究

针对翼滑艇的快速性、操纵性和结构特性,提出了一种离线的智能控制优化方法,建立了翼滑艇快速性、操纵性和结构特性综合优化的数学模型,以MATLAB为工作平台,确立了综合优化目标函数,利用遗传算法编制了翼滑艇快速性、操纵性和结构特性综合优化计算程序,并对某翼滑艇的综合性能进行优化计算。     

内河18米测量(巡检)快艇船型设计

所述设计船是为长江某航运局研究开发的长江II型高速艇,主船体为钢质,上层建筑为铝合金材料,该船从船型选择、船模试验、结构设计及减震降噪等方面详细分析计算,经航行试验及实际营运,该船各项技术指标均达到并超过了设计要求.