铝合金整体壁板及悬挂式骨架系统在气垫船上的应用范围研究

铝合金整体壁板与传统铝合金焊接结构相比，前者能减少焊接变形，减轻结构重量。基于典型气垫船的船体线型特点，对铝合金整体壁板在气垫船上的应用范围进行梳理研究；针对悬挂式骨架系统自身特点和收集到的相关资料，从其局部强度、稳定性和局部振动特性与常规开切口式结构作对比计算、分析，在此基础上对悬挂式骨架系统气垫船应用范围进行研究，为铝合金整体壁板及悬挂式骨架系统在气垫船上的推广应用提供参考。     

铝合金悬挂式整体壁板板格的极限强度计算方法研究

针对铝合金悬挂式整体壁板板格长宽比特别大的特点,文章建立此类板格的非线性有限元模型,进行纵向、横向和剪切载荷作用下的极限强度计算,并与多本规范中板格极限强度的计算公式进行比较,在此基础上提出适用于铝合金悬挂式整体壁板板格的极限强度计算公式。     

基于结构参数抽象模型的内河船舶结构强度校核软件设计北大核心CSCD

[目的]旨在设计一种内嵌规范的内河船舶结构自动校核软件,以解决采用手工规范计算方法进行结构设计带来的校核效率低、模型复用难等问题。[方法]软件基于模型-视图-控制器(MVC)框架,以船体模型为中心,开发结构数据库、可视化剖面、规范计算等核心功能模块。设计结构分层模型进行参数管理和共享,模型抽象化以表达特殊结构并与规范解耦,同时结合派生技术,便于软件更新和模型复用。[结果]算例分析表明,基于结构参数抽象的校核软件可保证规范计算的完整性和精度,实现对各类内河船型及规范的完全兼容与组合校验。与手工计算的结果相比,误差不超过0.06%。[结论]该软件可突破不同船型和规范的限制,实现内河船舶结构校核流程化和智能化,降低设计人员对繁杂规范的依赖,同时提高设计、审图质量和操作效率。与同领域软件相比,所提软件兼具计算准确和快速建模的优点。     

气垫船铝合金整体壁板应用初探

气垫船的高速性特点决定了全船重量控制的重要性。在影响结构重量的主要因素中,材料的选择尤为重要,为此大、中型气垫船船体材料都采用铝合金。而传统铝合金焊接结构在实际应用中存在着焊接变形较大且难以控制,焊缝和焊接热影响区力学性能下降等不足。文章首先基于气垫船船体线型简单、平直的特点提出了铝合金整体壁板的概念,并由此引出悬架式骨架系统;其次分析了铝合金整体壁板的优点;此外,文中还在国外应用背景基础上总结了整体壁板应用注意事项;最后提出了应用及优化上亟待解决的问题,为后续研究及推广应用提供参考。     

复合材料地效翼船结构设计计算方法研究

[目的]在复合材料地效翼船的结构设计中,目前尚无相应的对其结构进行强度和稳定性评估的规范方法。选取复合材料地效翼船设计中夹芯复合材料主浮舟及机翼这2个关键部件的结构强度及稳定性计算方法开展研究。[方法]重点探讨主浮舟及机翼结构的设计载荷计算方法,以及对应夹芯板的强度衡准、整体及局部稳定性计算方法与衡准。利用建立的计算方法对复合材料地效翼船主浮舟的总纵弯曲强度、机翼结构强度以及稳定性进行算例分析。[结果]结果表明,建立的计算方法可以用于复合材料地效翼船主浮舟和机翼结构的强度及稳定性计算,算例中的复合材料地效翼船设计方案满足结构强度和稳定性要求,经受住了实船试验的考核验证。[结论]所得方法可供复合材料地效翼船结构设计计算参考。     

基于结构有限元法的半悬挂舵系受力计算

对于半悬挂舵系的受力计算,船级社规范并没有给出具体的计算方案,各研究机构和学者主要将研究集中在简化模型的计算方法上,且基于相对精确的数值模拟方法的探索还仅仅停留在对一些简化杆或局部配件等的研究上。针对该问题,对规范第7型半悬挂舵进行实舵建模,采用结构有限元方法对其受力和结构强度进行校核。同时,结合各研究机构和学者给出的简化模型计算方法,对现有的各种方法进行综合评判分析,得到各方法的优劣,为舵系设计及受力计算提供建议和参考。     

SOC(特种)型海事起重机桁架式臂架强度与稳定性分析

根据ABS船级社《Guide for Certification of Lifting Appliances》,对SOC海事起重机桁架式臂架结构的轴向应力、弯曲应力进行计算。对桁架结构的局部稳定性和整体稳定性进行校核。阐述了UC值校核的基本原理和一般流程。     

深水S型铺管托管架结构的非参数化敏感性分析

托管架是铺管作业的大型设备,其安全性对作业安全极为重要。针对托管架结构损伤实时监测这一目标,对深水作业状态的托管架结构进行整体和局部刚度校核、强度校核,并用设计波法校核了深海铺管作业的稳定性,在上述所得托管架结构的基本力学数据基础上,对托管架的构件进行了整体变形、局部变形、整体应力分布、疲劳易发点应力水平、关键连接杆应力水平和主弦杆多杆交汇处应力水平的敏感性分析,找出了托管架结构的关键构件,作为实时监测的测量点,为结构损伤实时监测做出了至关重要的准备性工作。     

环肋圆柱壳结构的肋骨径向初挠度超差加强研究

针对环肋圆柱壳结构的肋骨径向初挠度超差加强方法,在理论分析的基础上,利用APDL参数化有限元方法模拟肋骨径向初挠度。通过系列计算和无量纲化对比分析,验证了《规范》中肋骨强度理论计算公式的准确性,并推导了肋骨超差加强面积计算公式。通过系列仿真计算校核舱段的失稳临界压力,计算结果表明,部分肋骨具有径向初挠度时按强度要求加强后,能满足舱段稳定性要求,不需从稳定性的角度考虑肋骨超差加强方案。     

单点悬挂式结构物水动力性能和结构强度分析

以某单点悬挂式海洋结构物为例,采用数值方法对其水动力性能和结构强度进行分析。建立结构物水动力模型和结构有限元模型,创建附加刚度矩阵模拟悬挂点的约束作用,采用三维频域势流理论和Morison理论计算结构物的水动力性能和波浪载荷。考虑结构物自身重力、浮力、波浪力、惯性力和悬挂点约束力等载荷的作用,采用有限元法分析其结构强度,为悬挂式结构物的设计和计算校核提供参考。     

海洋探测型AUV壳体设计与强度校核

近年来,由于海洋环境探测的需要,探测型自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)技术发展迅速。耐压壳体结构设计是自主水下航行器设计的重要组成部分。以《潜器系统与潜水器入级与建造规范》和《潜艇结构设计计算方法》为原则,对某海洋探测型AUV的耐压壳体结构进行设计,然后采用有限元仿真的方法对其强度和稳定性进行校核,最终得到满足设计要求的耐压壳体结构。     

移动式救生钟耐压壳强度与稳定性计算分析

救生钟初步设计阶段的强度与稳定性校核是根据潜艇规范或某些近似理论进行的，然而由于救生钟结构的复杂性，设计者希望得到调及局部开孔和曲率突变影响的整个钟体在各种载荷工况下的应力分布情况和总体抗失稳能力，采用有限元分析进行整体计算是最理想的办法，而且也是很有必要的。故此，应设计单位的要求，我们采用结构分析软件ＭＳＣ／ＮＡＳＴＲＡＮ，对救生钟的整个耐压壳体的强度和稳定性进行了计及壳体局部开孔和曲率突变影响     

软黏土地基上沉箱式防波堤在波浪作用下失稳模式分析

沉箱式防波堤作为一种典型的防波堤结构形式,以往大多建立在地质条件较好的水域。随着海岸建筑物向离岸、深水和地基软弱地区的发展,恶劣的海洋环境及软弱的地质条件对防波堤设计理论和方法提出了新的、更高的要求。结合实际工程,利用规范方法对沉箱式防波堤稳定性进行了验算并得出最危险工况。通过有限元法研究其失稳机理与破坏模式,分别对无护肩块石、有护肩块石的沉箱式防波堤两种工况进行计算分析,计算结果表明:随着波浪力的增加,软黏土地基尚未形成贯通塑性区发生破坏时,无护肩块石的沉箱式防波堤首先发生滑移失稳破坏;有护肩块石的沉箱式防波堤首先发生倾覆失稳破坏,并且与规范中以后踵为转动点不同,失稳模式为绕沉箱底面以下中轴线偏右某点发生转动失稳。     

含新型连接型式的潜艇内部平面舱壁结构设计及模型试验验证

[目的]在潜艇内部平面舱壁设计中,目前是采取分别对舱壁板和构架进行计算的方式,缺乏评估舱壁整体结构极限承载能力的方法,且加强结构端部附近的耐压船体还有局部高应力。为此,[方法]提出一种应用于舱壁加强构架端部的新型连接结构型式,并通过模型试验验证舱壁两侧承载能力是否相同。[结果]有限元分析和试验结果表明,新型连接结构型式能有效降低局部高应力状态,无筋面破舱工况舱壁的极限承载能力比有筋面破舱工况舱壁的大。[结论]所提新型连接结构型式可应用于潜艇内部平面舱壁设计。     

基于双模量理论的高强度钢环肋圆柱壳 总体稳定性塑性修正方法

文章基于矩形截面压杆的双模量理论和高强度钢的材料弹塑性本构关系,建立了环肋圆柱壳结构总体稳定性塑性修正曲线及修正方法,结果表明,模型的计算结果与静水外压试验测得的塑性失稳压力值及有限元结果符合情况较好,压杆双模量理论模型虽然和环肋圆柱壳实际结构存在差异,但由此得到的塑性修正方法仍具有较好的工程精度,在应用于高强度钢环肋圆柱壳总体稳定性计算时适应性好,且形式简单,便于运用。     

基于分项系数法的板桩式坞墙稳定性设计

目前现行的JTS 190—2018《船厂水工工程设计规范》规定板桩式坞墙稳定性按照JTS 167—2018《码头结构设计规范》中有关板桩码头的相关条文进行验算,但板桩码头的水压力比坞墙小,直接采用板桩码头“踢脚”稳定性验算的分项系数表达式和分项系数取值是否合理有待研究。通过校准按旧规范JTJ 252—1987《干船坞设计规范(水工结构)》设计的板桩式坞墙稳定性的可靠度,得出板桩式坞墙“踢脚”稳定性的目标可靠指标,并确定按现行规范设计时的坞墙稳定性可靠指标。结果表明,板桩式坞墙“踢脚”稳定性的目标可靠指标应取4.0,而按现行规范设计时的可靠指标均值略大于4.0,故现行规范中分项系数的取值是合理的。     

水面舰船规范中甲板纵骨稳定性校核的差异研究

甲板纵骨的稳定性问题是水面舰船结构设计中的一个重要问题。《舰船通用规范》和《水面舰艇结构设计计算方法》对纵骨带板折减系数取法的差异有时会导致工程中出现不同的结果。从理论上分析了《舰船通用规范》和《水面舰艇结构设计计算方法》对纵骨屈曲分析评估方法的差异,并用数值算例结果给予说明。研究结果为:《舰船通用规范》中的稳定性校核标准较《水面舰艇结构设计计算方法》严格,对于理解和修订国军标以及保证舰船结构安全有一定的理论意义和实用价值。     

有隔墙圆沉箱外壁竖向弯矩计算

国内目前进行圆沉箱构件内力计算,或主要依据《重力式码头设计与施工规范》中的相关规定,或应用计算软件,二者可相互校核。《重力式码头设计与施工规范》中对圆沉箱外壁承受均布荷载时竖向弯矩的相关规定计算方程存在明显漏洞,拟参照相关资料,对方程进行重新推导,供规范修编人员和工程设计人员参考。     

《散货船结构共同规范》疲劳强度研究

2006年4月1日，国际船级社协会（IACS）颁布的《双壳油轮结构共同规范》和《散货船结构共同规范》正式生效，与以往各船级社规范相比，共同规范（CSR）对船舶的安全性提出了更严格的要求。本文结合等效设计波原理对《散货船结构共同规范》的载荷和疲劳强度校核制定的理论依据做初步的研究，应用共同规范对一条21万吨单壳散货船典型节点进行疲劳强度校核，并把计算结果与CCS《船体结构疲劳强度指南》的结果进行了对比分析，对共同规范的一些规定的合理性提出了自己的看法。     

密加筋板结构的稳定性分析

根据密加筋板结构的特点,基于中间有弹性支座连续压杆的稳定性理论分析方法,推导出单向受压密加筋板结构整体失稳时临界载荷的实用计算公式,并与有限元的数值解进行了比较。结果表明,公式形式简单、运用方便、结果准确、便于在工程中实际应用。