漂浮式潮流电站载体船结构强度分析

漂浮式潮流电站是一种海洋潮流能转换系统。考虑载体的稳性,经济性以及其对水轮机水动力性能的影响,文章采用一种新型双体船作为潮流电站的载体。与常规船相比,该双体船结构较复杂,中间开口结构严重不连续;采用井字结构支撑水轮机组;其无航速且必须具有足够的稳性。另外,载体结构承受的载荷特性也较为复杂,除了承受环境载荷外还要承受水轮机组的水动力载荷。因潮流电站双体船载体结构新颖,载荷复杂的特性,很难直接利用规范或者现成的理论评估电站载体结构的整体强度。文中基于三维势流理论计算载体的波浪载荷,利用CFX软件计算水轮机的水动力载荷,采用"等效刚性轴"方法施加载荷;最后利用有限元方法对载体船结构进行计算。计算结果显示:该方法能够真实反映支撑结构的应力分布特点。该文的研究可为潮流能电站载体结构选型,设计提供参考,将对弥补能源短缺,缓解环境污染起到重要作用。     

三筒型漂浮式风—流发电装置设计与载体强度分析

为了利用海上风能和潮流能,文章提出了"三筒型漂浮式风—流发电装置"概念,并开展了装置总体设计,然后利用ANSYS软件建立联合发电装置载体有限元模型,根据CCS相关规范,对平台载体进行了波浪载荷计算和结构强度评估,对不同工况下的载荷特点和结构响应进行了分析。结果表明,该型式发电装置载体结构符合CCS规范要求,能够保证安全运行,进而为同类载体的应用设计提供了一定参考。     

漂浮式潮流电站载体结构疲劳分析

漂浮式潮流电站载体在波浪交变载荷的长期作用下容易产生疲劳破坏,进而带来整体结构的安全隐患,因此在设计初期需进行节点疲劳分析,预测结构工作寿命,并对易疲劳部位结构采取措施以延长使用周期。本文基于谱分析法,应用短期疲劳累积损伤理论和S-N曲线,通过计算两个节点在不同工况与波浪频率组合下的热点应力范围,结合功率谱密度函数,分析了某200k W漂浮式潮流电站在特定海域下的疲劳特性,结果表明疲劳寿命满足使用年限要求。     

观光潜水器载人舱大开口结构强度分析

文章分别采用规范计算和有限元分析对23客位观光潜水器载人舱大开口结构强度进行分析,并设计2种大开口结构加强形式。计算结果显示,文章设计的载人舱结构满足规范对强度和稳定性的要求,且设计的2种结构加强形式均能满足强度要求。文章计算结果可为大开口耐压罐体结构的优化设计提供参考。     

船体结构强度评估的线性设计波法研究

针对不适用规范公式计算船体波浪载荷的特殊船型,以一艘浮式生产储油船(FPSO)为例,介绍了一种长期预报设计波法,使用该设计波法确定了FPSO的波浪载荷长期预报极值和设计波波浪参数。同时,与规范计算公式及非线性修正后得到的波浪载荷进行比较分析。最后,利用设计波载荷计算结果,对该FPSO的船体结构强度进行评估。分析结果表明,使用长期预报设计波法计算FPSO的波浪载荷具有一定的合理性,其船体结构强度符合规范要求。     

集装箱船绑扎桥结构计算规范对比分析

以某14 500 TEU集装箱船绑扎桥为研究对象,按相关规范要求进行结构计算并对比结果,分析不同规范对绑扎桥结构设计的影响。结果表明,各规范在有限元模型和设计载荷方面要求差异较大;LR、DNV GL、CCS和BV规范对绑扎桥结构强度和刚度要求大于GL规范;有限元模型范围和边界条件对绑扎桥结构计算结果影响较大,在进行绑扎桥结构计算时应考虑船体对绑扎桥的实际支撑刚度。     

对浮船坞结构强度的探讨

浮船坞的结构设计中,除了依据规范计算外,还需应用有限元方法。对于浮船坞而言,由于其型尺度和作业工况特殊,因此总强度、纵强度、横强度等结构要求比较高。设计者需要谨慎细致地依照规范的要求来计算设计,使得结构能完好地满足危险载荷状态下的纵向强度和横向强度的要求。有限元计算除了施加了规范载荷,还额外加入了局部载荷。有限元计算结果提醒了设计者,在浮船坞结构设计过程中,对于主要承载结构需要进行合理地设计,以保证强度满足作业要求。     

系泊状态下漂浮式潮流能电站水动力性能试验研究

本文以漂浮式潮流能电站系统为研究对象,针对其在系泊状态下是否搭载水轮机两种形式,对载体模型进行不同波浪参数下的运动特性试验.实验首先对载体在自由状态下的运动特性进行校核,当试验数据与理论计算数据吻合后,对载体在系泊状态下的运动响应特性进行试验研究.研究载体在不同搭载状态和不同波浪参数下的水动力响应,分析该潮流能电站载体在浪、流作用下的运动规律.     

潜水支持船减压舱和船艏舷侧加强结构设计

对某潜水支持船减压舱的基座及下端结构强度进行校核,以及对船艏侧结构进行设计。首先,选取某潜水支持船饱和潜水系统中的减压舱,通过三维有限元模型分析的方法对其基座及下端加强结构的强度进行分析和变形计算。其次,基于不同船级社对船艏舷侧结构的要求不同,以挪威船级社(DNV)的要求为例,用规范计算的方式阐述了不同的要求对应的不同的构件取值。计算结果显示:中拱状态和中垂状态下单个减压舱基座上表面与减压舱底座连接区域之间临近点的相对位移最大值满足规范要求;按DNV规范计算的舷侧构件规格要大于按美国船级社(ABS)和中国船级社(CCS)规范计算的构件的规格。     

某打桩船结构强度计算与分析

针对某50m打桩船进行整体结构强度计算与分析。按照《钢质海船入级与建造规范》（2006）要求，利用结构分析软件ANSYS程序进行计算。结果表明该船体应力值满足相关规范要求，具有足够的强度。     

基于ANSYS软件的船体局部强度计算模型

船体结构强度是船体设计和建造过程中都必须首先考虑的问题,在传统的设计和计算中,以满足规范要求作为设计前提,同时认为是满足强度要求的。但是船舶实际航行中很多因素是无法事先估计到的,因此强度安全问题一直人们关注的一个焦点问题。随着有限元法的引入,各种有限元软件被引入进行船体强度计算和校核。本文以某船强度分析为例,详细分析了船体的结构特征和受力情况,针对驾驶室前端壁和上层建筑强构件强度计算,提出一种分段拆分式建模的有限元模型处理方法。实际证明这样的处理方式即能满足强度计算的要求且计算模型简单,对船体上层建筑强度计算相关问题的处理具有一定的实际意义。     

基于协调版共同结构规范的18万吨散货船结构设计

根据IACS2014年1月推出的CSR-H,对目前CSDC设计的18万吨散货船进行符合CSR-H设计。分别运用美国船级社的CA Stage 1程序和CSR-H Bulk Check Stage 2程序进行规范计算和有限元计算,给出满足CSR-H要求的货舱区结构重量对于CSR规范的增加量。主要内容如下：一、比较CSR-H与CSR对散货船要求的差异,分析CSR-H对散货船设计的影响。二、对货舱区各个横剖面进行规范计算,研究CSR-H对板材和型材尺寸的新要求,分析各结构部位与满足CSR船型结构存在差异的原因。三、应用直接计算法对全船货舱区进行屈服和屈曲强度评估,比较基于CSR-H要求的计算结果与CSR要求结构尺寸存在的差异。     

系列自升式钻井平台桩靴设计与强度评估

自升式平台桩靴的设计形式和结构强度关系到整个平台性能和安全。针对所设计的400ft水深自升式平台两种桩靴结构形式,应用MSC/NASTRAN软件建立有限元模型,依据ABS规范要求并根据实际环境设计结构强度评估工况,对两种桩靴结构进行强度校核,同时计算桩靴各部分质量,分析计算结果最终得出一种较优的桩靴结构形式。     

风机运输甲板驳结构强度评估

风机运输甲板驳是用于海上风机运输的海洋工程辅助船,近年来随着海上风力发电的兴起而迅速发展。本文采用全船有限元直接计算和 CCS规范计算2种方法对某风机运输甲板驳的结构强度进行评估,计算表明该船结构强度满足设计要求。本文的研究成果和结论对同类型风电安装船舶的结构设计具有参考意义。     

40000 DWT散货船锚机底座及支撑结构强度分析

锚机在外部缆绳拉力过大的情况下易引起锚机底座及船体支撑结构的强度破坏,影响船体结构能力。以40 000 DWT散货船锚机底座为研究对象,采用MSC/PATRAN和MSC/NASTRAN有限元软件,建立有限元模型,考虑2种典型载荷工况:甲板上浪载荷以及45%锚机锚链破断强度,根据规范要求施加了相关边界条件,并依据规范许用应力衡准要求对计算结果进行了分析。计算结果表明,本船的锚机底座及船体支撑结构的有限元强度满足规范要求,本文的研究成果对同类船舶的锚机底座结构强度以及船体局部结构强度分析具有一定的借鉴意义。     

基于JTP规范的巴拿马型油船舱段强度计算

大型油船的结构设计,需要将规范设计与直接计算结合起来,对主船体结构作强度校核以确定构件尺寸,对高应力区域做出必要的加强和改进措施,这就需要对船体中部结构进行三维有限元强度分析。以76000t巴拿马型油船为研究对象,依据《双壳油船结构共同规范》(JTP),采用MSC.Patran有限元软件建立该船中部三个舱段的有限元模型,计算JTP规范规定的船体舱段载荷,并选取JTP规范规定的一种计算工况B5进行结构强度评估。计算结果表明,在此工况下,船体强度满足JTP规范的要求,但一些局部结构还需要加强。     

风机运输甲板驳结构强度评估

风机运输甲板驳是用于海上风机运输的海洋工程辅助船,近年来随着海上风力发电的兴起而迅速发展。本文采用全船有限元直接计算和CCS规范计算2种方法对某风机运输甲板驳的结构强度进行评估,计算表明该船结构强度满足设计要求。本文的研究成果和结论对同类型风电安装船舶的结构设计具有参考意义。     

基于共同规范的散货船屈曲强度评估

依据散货船共同结构规范的要求对某散货船船中区域主要结构进行屈曲强度直接计算,重点分析其屈曲强度,对不满足屈曲强度要求的板格进行加强,结果表明,共同规范对船体结构的要求更高。     

基于CSR的散货船最首尾货舱结构强度分析

参考散货船共同结构规范要求,研究最首货舱和最尾货舱有限元直接计算的若干要点,包括模型范围和要求、计算载荷和工况的选择和模型处理方法等。探讨共同规范屈服和屈曲强度评估准则,利用MSC Patran/Nastran和英国劳氏船级社(LR)的Shipright软件对某散货船的最首和最尾货舱舱段结构进行强度计算和评估,并提出加强方案,使其满足散货船共同结构规范直接强度分析的要求。     

海上风机导管架基础钢管桩稳桩平台结构强度分析

海上风机导管架基础钢管桩沉桩施工通常需要专门的稳桩平台辅助进行。结合作业工艺要求、海洋环境条件和相关规范,对钢管桩稳桩平台进行结构设计。采用SESAM软件和ANSYS Workbench软件分别对稳桩平台整体结构强度和吊耳局部结构强度进行计算分析,并根据规范对计算结果进行评估。结果表明,稳桩平台整体结构强度和吊耳局部结构强度均满足规范要求。该计算分析方法同样适用于海上升压站导管架基础、海上单桩基础稳桩平台或其他类似导管架结构的强度评估。