船舶气囊下水过程结构应力变化的测试与分析

为研究船舶重力式气囊下水过程对船体结构应力的影响,采用动态应变仪对某21,500t散货船在下水过程中的船底及上甲板应力变化分别进行了测试,测试点布置在船中附近,设置同步信号进行采集;同时,用倾角仪对下水过程中船体纵向角度的变化进行了记录;测试结果表明:该船舶在气囊下水过程中,发生了艉落现象,船体局部出现应力较大区域.采取局部结构加强、延伸船台长度、改变船台坡度及船台改造成半潜等措施可以提高大吨位船舶气囊下水的安全性.     

110，000吨油船下水结构强度计算

针对船体货舱区，本文主要研究船体静置于船台滑道时以及船台纵向下水船体艉部开始上浮时的结构强度和可能出现的局部结构变形。应用Nastran／Patran进行有限元分析，可根据分析结果，对船体结构局部适当加强，防止船体变形。     

基于FBG传感器的船体结构实时监测系统

为实时监测船舶在高速航行时船体结构的状态,评估船体关键部位的强度,提高船舶的安全性.基于FBG传感技术,结合船体结构特征,采用信号处理和强度评估等理论,构建船体结构强度监测体系,以实现船体结构典型位置技术状态监测及预警判断.研究成果可为各种类型船舶的安全健康监测提供一定的借鉴和参考.     

基于固有应变的船体总段船台合拢焊接变形预测研究

预测船体总段船台合拢的焊接变形,对于船体制造工艺设计和精度造船具有重要的意义。文章在掌握固有应变概念的基础上,利用上海交通大学和日本大阪大学共同开发的基于固有应变的Weld-sta软件,对大型集装箱船的船体总段船台合拢焊接变形进行了预测。预测结果表明船台合拢总收缩变形量为50.339 mm,模拟计算结果与实际建造结果吻合,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性,从而为船体总段合拢时补偿量或收缩量的确定提供数据支持和理论指导。     

船舶气囊下水安全性的影响因素研究

船舶气囊下水可能造成船底和船艏板架受损,针对这一问题,采用船舶静水力学原理,编制了程序,进行了多种船台形式对下水过程中船体结构应力分析。该方法将船体视为刚体,主要考虑船体所受的重力、浮力和气囊的支反力,在船体下滑的一系列位置计算船舶姿态。同时计算船底板应力,判断船体的安全性。     

某船船台建造倾斜原因分析及应对措施

以纵向斜船台进行船舶建造和下水具有装焊施工难度相对较大、下水工艺相对复杂等缺点,且易发生船体变形、定位偏移等问题,对后续建造造成一定影响。对某船在船台建造过程中实际发生的船体倾斜问题进行研究,对船体倾斜情况进行勘察、数据测量和分析,确定倾斜原因,并基于二次测量数据和多年累积的船舶斜船台建造经验,提出可行的防倾斜措施和后续施工方案。     

倾斜船台上利用激光划艏艉部环形断面线

众所周知,船台大合拢时,由装焊、矫正引起的收缩变形,会造成船体艏、艉两端上翘的现象。为了防止艏、艉立体分段的进一步上翘,一般的方法是,在与艏、艉立体分段毗邻的底部分段、舷侧分段、甲板分段的一端都留有一定的余量(一般是30～50毫米),另一方面,为了实现艏、艉立体分段在船台上无余量合拢,大接头上的这个余量,还必须在船台上与艏、艉立体分段大合拢之前就加以切除。要保证船台上这个接头环形断面的划线质量,即既要使两段合拢接缝平面一致,又要与船体横剖面严格平行,     

基于ANSYS的船舶纵向下水弹性计算方法

随着建造的船舶载重吨位的逐年增大,下水过程中船体和船台结构的安全性越来越受到业界的关注.文章提出了基于ANSYS的船舶下水弹性梁计算方法,采用ANSYS参数化设计语言实现下水全过程仿真计算.所开发的程序考虑了船体梁弹性弯曲和墩木等支撑结构的弹性变形,可以准确地预报船舶尾浮及全浮滑程并判断是否存在尾弯及首跌落现象,计算出下水全过程中船体弯矩、剪力、墩木反力及其变化,为校核船体及船台强度提供了准确的荷载.文中还提出了在船尾部安装浮筒以克服尾弯的新措施.     

《冰区操作船体监测与辅助决策系统指南(2018)》发布

正为适应智能化极地船舶的技术需求,中国船级社制定了《冰区操作船体监测与辅助决策系统指南(2018)》。该指南采用船舶智能化理念,基于船体应力数据持续监测与分析,指导设计和安装冰区操作辅助决策系统。当船舶在冰区航行时,辅助决策系统可为船长提供操作建议。该指南包括3节内容,提供了船体结构应力监     

船舶气囊下水安全性实测研究

通过对6艘万吨级以上船舶气囊下水过程中船体钢板的结构应力、气囊动态压力、船舶倾角、下水水位等数据的实际测量和分析,船舶气囊下水由于受船台参数、船舶自重、气囊分布、下水水位等因素的影响,对于2万吨左右及以上船舶采用气囊下水,可能存在由于船体结构应力过大发生钢板变形等影响船舶安全的情形发生,但可通过合理设计下水方案,减小船舶下水过程的艉落角度,选择较高的下水时的水位,适当增加气囊个数,从而减小船体钢板结构应力,减小气囊压力,增加船舶下水过程的安全性。     

半潜驳改造为坐底式风电安装船的设计及应用研究

为解决现有海上风电安装设备的不足,将原“三航工5”半潜驳改造为坐底式风电安装船,并研制了一套船体结构应力监测系统,对国内某海上风场砂性地质条件引起的冲刷和船底掏空进行监控,实际工程应用表明改造后的船舶在安全性和工效上满足坐底安装风机的要求。     

基于Weld-sta软件的船体结构焊接变形预测

预测船体复杂结构的焊接变形对制造工艺设计和精度控制具有重要的工程价值.基于固有应变理论,利用船体结构焊接变形预测专用软件Weld-sta对多用途船双层底结构焊接变形进行了预测,发现船长方向收缩最大变形量为13.2mm,船宽方向最大变形量14.5 mm.通过数值模拟结果与实验实测值的对比,可以得到软件计算的精度超过80%,验证了固有应变理论及软件用于焊接变形预测的可靠性,并在此基础上针对船体总段船台合拢的焊接变形进行了预测,发现焊接总收缩变形量为50.339 mm,与实际加工经验基本吻合.根据此结论可以针对各船体总段预留合理的焊接变形收缩量,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性.     

船舶坞墩下水的结构分析及优化

建立全船有限元模型,模拟船舶船坞下水过程,对下水过程中的船体结构变形、坞墩支反力及船体结构强度进行校核。结果表明,艉部局部区域应力和坞墩支反力超衡准,存在破损风险。对艉部局部区域进行结构加强,对坞墩布置方案进行优化,对结构硬点进行消除,实现优化应力分布和均衡坞墩受力,可确保船舶下水过程中的船体及支撑系统安全。     

大型邮船房舱门窗开口结构的起浮过程变形监测

为排除大型邮船房舱门窗开口结构发生变形的可能性，需要开展变形监测。在大型邮船船体结构完工后的全船起浮过程中，运用高精度激光跟踪仪，对房舱门窗开口结构进行起浮过程变形监测。测量并收集起浮过程不同阶段的房舱门窗开口结构三维坐标数据，经分析对比，掌握房舱门窗开口结构起浮过程变形情况，为大型邮船的结构设计和建造的可靠性与安全性提供数据支撑。     

22 000m3液化气船整船和舱段三维有限元强度分析

对２２０００ｍ＾３液化气船进行了整船和舱段三有限元强度计算分析,建立了整船和船体主舱段的三维有限元结构模型。并通过节点力的自动加载技术和惯性平衡处理技术建立有限元模型的节点载荷,在中拱和中垂弯矩作用下,计算出本在压载和满载工况下的船体应力和变形,是后通过对本舱舱段的边界处理技术,计算出受船体总强度的船体舱段局部强度,对船体强度出判断,为改进船体结构设计提供依据。     

大型上建总段双车联吊工艺研究

针对某9 400 TEU集装箱船大型上建总段因结构尺寸和质量超过单台龙门起重机的起吊极限这一问题,根据上建总段的结构特点,结合船厂设备设施的条件,提出双车联吊工艺方案。采用船体吊装模拟分析软件对上建总段吊装过程进行模拟仿真,计算双车联吊工艺条件下船体结构的变形和受力情况,完成吊装方案的校验,从而保证该上建总段的顺利吊装。     

大开口船波浪载荷长期预报和弯扭强度整船有限元分析

大开口船全船弯扭联合变形与应力的精确计算，必须在整船结构模型上完成。本文以一艘5万吨级大开口船为例，用三维流体动力计算程序进行了波浪随机载荷的长期预报，并在此基础上导出设计波参数组，进而在全船整体结构有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布，并采用嵌入精细舱口角区有限元网络的方法，在整船分析的同时计算出舱口角的应力集中值，获得了船体结构强度的详尽信息。文中阐述了波浪载荷的特点，设计波的确定，浮体完整结构计算的惯性平衡及大开口船的全船计算方法。     

集装箱船整船有限元结构分析

文章以一艘１７００箱集装箱船为例,阐述了整船有限元结构分析方法。先建立全船有限元模型和质量模型,再用三维流体动力计算程序进行波浪随机载荷的长期预报,并在此基础上导出设计波参数组,最后,在全船有限元模型上 计算得出船体结构在各个设计波上的应力分布和变形结果,所得到的船体结构有限元分析结果对同类型集装箱船的设计和强度分析有一定的参考价值,对其它类型的船舶结构强度分析也有一定的借鉴意义。     

Estimation of directional wave spectra and hull structural responses based on measured hull data on 14,000 TEU large container ships

To ensure hull structural strength of container ships in association with their increase in size, it is very important to grasp the hull stress histories all over the hull structure in actual sea state. However, ordinary hull stress monitoring systems are insufficient for this purpose because of the small number of stress sensors actually practicable. Therefore, in this paper, we discuss an approach to reproduce the hull stress responses which are not measured based on the estimated wave spectrum from the limited measurement data. To achieve this, we introduce a new model to estimate directional wave spectra based on measured ship stress responses and ship response functions, and further we estimate other ship responses using the model. To model an arbitrarily shaped directional wave distribution, the 360° direction is discretized into 36 directions of 10-degree intervals instead of using a directional distribution function, and in each direction, the wave spectrum is represented using the Ochi (3P) spectrum with three parameters (average wave period, significant wave height, and kurtosis). The authors discuss the evaluation results based on two stress response combinations, and a comparison is made between the sea state estimates made by the proposed method and the ocean wave hindcast database (JWA). Furthermore, by comparing the significant values and the spectra of the measured response of the ship with the estimated response based on both the estimated sea state by the proposed method and the hindcast sea state, the accuracies of the proposed method and the hindcast method are discussed in terms of ship stress estimation at non-instrumented locations.     

On the global ship hull bending energy in ship collisions

During ship collisions part of the kinetic energy of the involved vessels immediately prior to contact is absorbed as energy dissipated by crushing of the hull structures, by friction and by elastic energy. The purpose of this report is to present an estimate of the elastic energy that can be stored in elastic hull vibrations during a ship collision.When a ship side is strengthened in order to improve the crashworthiness it has been argued in the scientific literature that a non-trivial part of the energy released for structural deformation during the collision can be absorbed as elastic energy in global ship hull vibrations, such that with strong ship sides less energy has to be spent in crushing of the striking ship bow and/or the struck ship side.In normal ship–ship collision analyses both the striking and struck ship are usually considered as rigid bodies where structural crushing is confined to the impact location and where local and global bending vibration modes are neglected. That is, the structural deformation problem is considered quasi-static. In this paper a simple uniform free–free beam model is presented for estimating the energy transported into the global bending vibrations of the struck ship hull during ship–ship collisions. The striking ship is still considered as a rigid body. The local interaction between the two ships is modeled by a linear load–deflection relation.The analysis results for a simplified model of a struck coaster and of a large tanker show that the elastic energy absorbed by the struck ship normally is small and varies from 1 to 6% of the energy released for crushing. The energy stored as elastic global hull girder vibrations depends on the ship mass, the local stiffness of the side structure, and of the position of contact. The results also show that in case of highly strengthened ship sides the maximum global bending strains during collisions can lead to hull failure.