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。     

大型船舶折叠式舱口盖结构优化设计

利用船级社规范公式设计的折叠式舱口盖,经常存在结构强度不足,不满足实际需求的情况。针对上述问题,对大型船舶折叠式舱口盖结构进行优化设计。根据原始方案分析舱口盖受力与变形特点,找出其中的不足,针对不足构建一个有限元优化模型,并对边界条件进行分析,在风雨载荷和集中箱载荷2种工况下,具体优化折叠式舱口盖结构,使其满足强度要求。对比结果表明:优化后的大型船舶折叠式舱口盖结构强度较优化前增加了14 MPa,基本达到了设计需求。     

基于UG二次开发的折叠式舱口盖参数化设计

文章以折叠式舱口盖为研究对象,结合UG／Open GRIP高效、便捷、交互性能强的编程特点和UG／Open API操作简单、控制用户界面方便的优势,依托UG／Open UIStyler制作灵活、多样的人性化界面和UG／OpenMenuScript生成用户菜单,在对折叠式舱口盖结构分析的基础上,引入UG二次开发技术对折叠式舱口盖进行参数化建模系统设计,达到改变折叠式舱口盖部件参数值输入就能迅速建立新模型的目的。经过对参数化建模系统程序调试,系统能够正确、简便、迅速完成折叠式舱口盖部件参数化建模功能。该系统减少了折叠式舱口盖设计周期,提高了设计效率,为折叠式舱口盖参数化建模设计提供参考依据。     

大型船舶折叠式舱口盖结构优化

传统舱口盖结构设计方法下,盖板失稳临界载荷偏低,致使连接滑轮位置过密,影响舱口盖的固定性,因此对大型船舶折叠式舱口盖结构优化设计。该设计对舱口盖加筋,提升单块盖板承受载荷的能力;计算盖板受压屈曲,根据提升后的载荷值预设滚轮位置;计算载荷压力和摩擦力影响下,滚轮的承载力和轴向力,校正滚轮在折叠式舱口盖上的衔接节点。实验结果表明,与传统设计方法相比,此次提出的优化方法设计的舱口盖与导轨之间的契合度更高。由此可见,该设计满足当前大型船舶折叠式舱口盖的设计要求。     

基于腐蚀影响的折叠式舱口盖结构优化设计

传统舰船折叠式舱口盖在腐蚀作用影响下易出现刚度不足的情况。对此,提出基于腐蚀影响的折叠式舱口盖结构优化方式。以二次解析算法为参数量核心算法,确定舱口盖优化变量计算方式;针对折叠式舱口盖结构,根据不同部位的受力特征,划分梁元和壳元2个受力分区,加入腐蚀余量等参数量,获取目标结构弹性系数;针对上述划分的梁元和壳元2个结构分区,建立目标函数并引入屈服强度约束和刚度约束函数计算公式,求取优化变量值,实现折叠式舱口盖结构优化。仿真实验显示,相比较传统舱口盖结构,新设计舱口盖优化结构的载荷强度承受极限更高,屈服强度应力点提高0.12,可以确定具有明显优化作用。     

桁材开孔腹板的线性屈曲强度分析

船体在总纵弯曲时甲板纵桁和船底纵桁承受较大的轴向压力,而在桁材腹板上开孔会影响其腹板的屈曲强度.针对这一问题,应用有限元屈曲特征值分析方法对受轴向压力开孔腹板的屈曲载荷进行计算.通过对计算结果的分析,对开孔尺寸和开孔位置对腹板屈曲强度影响的规律进行了归纳,并对腰圆孔和圆孔对腹板屈曲的影响程度做出了比较,对船体结构中腹板开孔尺寸及位置提出了一些建议.     

船体桁材开口后的强度与屈曲分析

对船体纵桁腹板上开口后的强度及稳定性进行有限元计算分析,探讨纵桁腹板上两种常见的开口形式及其开口大小对纵桁的影响,对两种不同的开口形式进行强度和屈曲性能的对比,为实际船体结构设计提供参考。     

19500dwt货船多块折叠式舱口盖动力学仿真分析

在对19500dwt货船多块折叠式舱口盖进行合理简化后,应用三维建模软件UG和多体动力学软件ADAMS对其进行了虚拟样机建模和动力学分析.为了获得样机的各种动态性能,重点考查了舱口盖开启过程中的油缸推力、铰链点受力以及举臂受力的变化情况,并对油缸工作时的推力进行了现场实测.分析结果可作为新型多块折叠式舱口盖的设计参考,根据需要,可以用所建的虚拟样机进行更加深入的分析.     

关于折叠式舱口盖滚轮布置位置的分析

滚轮是折叠式舱口盖的重要部件,在舱口盖的开启和关闭过程中起着支撑和导向作用。滚轮布置位置的选取直接关系到舱盖操作是否顺利,并且极大的影响舱口盖分离缝处密封橡皮的寿命。本文针对折叠式舱口盖常用的两种滚轮布置位置进行分析比较,以期探寻更合理的滚轮布置方式。     

邮轮高腹板梁开孔应力分析

针对邮轮的甲板纵桁和横梁的腹板布置大量开孔,开孔削弱腹板截面尺寸,并且次弯距的影响显著,引起开孔边缘出现应力集中的问题,结合船级社规范开孔规则要求,采用有限元法分析开孔尺寸、开孔位置和补强方式对孔周切向正应力的影响,结果表明,孔周切向正应力对于开孔高度变化的敏感度大于开孔长度变化;当开孔的垂向位置越偏向面板时,孔周切向正应力增加趋势越明显;孔边缘加面板是最有效的减小应力集中的方式。     

基于多岛遗传算法的舱口盖结构优化设计

为降低空船质量，提高经济性，针对某船舱口盖结构减重进行研究。采用拉丁方试验法建立样本空间，根据样本参数进行有限元模型求解。采用响应面模型法建立舱口盖结构设计近似模型，以规范中对应力和变形的要求作为设计约束条件，基于多岛遗传算法对某船舱口盖结构进行优化设计。结果表明，优化解收敛性好，可满足规范要求。     

散货船舱口盖剩余强度

通过对散货船舱口盖极限强度的理论分析，采用了正交各向异性板及刚塑性模型进行了理论上的推导，并对7万t散货船的1号舱的舱口盖(两块对称滚动式)，进行了ILL66及IACS URS21(1998年版与上述ILL66的88议定书中载荷的量级相当)的外载荷的比较及线性和非线性的有限元分析。本文所采用的有限元的线性及弹塑性计算对实际的舱口盖进行评估的结果证明，IACS URS21(ILL66的88议定书)的标准比ILL66的标准有所提高。采用非线性有限元法是在初始设计阶段使用的可行方法。这些结果可供规范研制工作参考。     

超大型矿砂船舱口盖载荷的局部强度分析

介绍了一艘超大型矿砂船在施加舱口盖载荷工况下,对相关的横向强框结构局部强度进行解析法分析。通过有限元法对强框处屈服、屈曲强度进行分析评估和理论验证。对比了国际船级社协会(IACS)《船舶结构强度》统一要求第21条(URS21)规定的舱口盖载荷均布施加于舱口围和实际集中载荷的四种不同工况下的结果 ,依据结果进行了结构合理加强。其分析结果与加强方案对超大型矿砂船局部强度分析具有一定的参考价值。     

垂向限位器对舱口盖强度特性的影响分析

参照IACS UR S21的相关要求,在某散货船舱口盖结构强度的有限元分析中,对舱盖板之间垂向限位器进行了模拟,并讨论在垂向露天设计载荷作用下舱盖板之间铰链接缝处垂向限位器的关联程度对盖板变形和应力分布的影响。分析结果表明:垂向限位器能有效的限制舱盖板间的垂向相对变形;在建模中考虑舱盖板之间垂向限位器的关联作用,能准确反映舱口盖结构的变形和应力分布,使舱口盖结构的风雨密和强度设计更为合理。     

Collapse strength of hatch cover of bulk carrier subjected to lateral pressure load

A series of elastoplastic large deflection FEM analyses has been performed on hatch covers of bulk carriers subjected to lateral load. Two types of hatch covers are considered which are the folding type and the side-sliding type. For the folding-type cover, one size is considered which is for Handy size bulk carrier, whilst for the side-sliding-type cover, two sizes are considered which are for Panamax and Cape size bulk carriers. For each type, two hatch covers are selected which are designed in accordance with the old ICLL rule and new IACS rule, respectively. Calculated collapse strengths are compared with individual design loads, and a strength assessment is performed. On the basis of collapse behaviour observed in FEM analyses, a simple method is proposed to evaluate the collapse strength of a hatch cover subjected to lateral load. It is confirmed that the collapse strength is accurately predicted by the proposed method.     

关于钢筋混凝土结构主、次梁连接问题的探讨

钢筋混凝土结构物中次梁与主梁的连接方式分为铰结点和刚结点,在结构计算中简化为何种连接方式应视主、次梁的尺度和配筋情况等而定。以数值模型计算分析为基础,探讨在不同荷载作用下主、次梁节点的不同连接方式对主梁应力和变形的影响,以及主、次梁节点的协调扭转、协调扭转的零刚度等关键技术问题,可供同类型结构设计参考。     

浅谈有限元分析在舱盖计算中的应用

以7800DWT多用途船为例,按照船级社对舱盖强度计算的要求,应用有限元模型的计算分析软件对舱盖结构进行强度校核并优化设计。     

Use of a 3D compartment model for simplified full ship FE model. Part II: validation of the simplified FE model

This is Part II in a series of papers. Part I (J Mar Sci Technol 13:154–163) deals with an approach employed to construct a simplified FE model using a 3D compartment model available from the beginning of the ship design process. This paper begins by describing the limitations of an analytical approach based on shear warping beam theory for assessing torsional strength. Next, the structural parts of a container ship that have a negligible effect on hull girder bending strength and torsional strength are determined. This is verified by removing these parts from a conventional FE model and comparing the results obtained using this modified model with those yielded by the original model. The fore end part, the aft end part and the deck house are examined. Since these parts have complicated structures and relevant drawings for them are issued later than cargo structure drawings, modeling them exactly can result in a delay in the completion of the full ship FE model. This paper also verifies the validity of the simplified FE model built by applying the method proposed in Part I and comparing the results obtained with it with those given by a conventional full ship FE model. The stresses on hatch coaming top, the maximum diagonal elongations of the hatch coaming, and the maximum hatch corner movements are evaluated to check the validity of the simplified model.     

上海长江大桥主梁钢箱梁受力特性分析

以上海长江大桥为工程背景，运用三维板壳元法对钢主梁跨中节段的受力特性进行分析。研究了恒载、车辆荷载作用下钢主梁及其联系横梁顶板、底板及腹板等板件的应力大小及其分布规律。     

特大型舱口盖结构制作工艺探讨

对40万DWT矿砂船用侧移式特大型舱口盖结构制作工艺,采用"直角梯形法"分段制作主体结构,然后再整体合拢。舱口盖制作结束后的检测证明各项数据满足设计要求,证明工艺方法合理有效,解决了制造厂资源限制无法整体制作的难题。