船体结构疲劳评估与强度在线监测系统

大型船舶的服役寿命在20年以上,为了确保船舶营运过程的结构安全性,必须要对船体结构的疲劳特性和强度特性进行加强。本文针对船体结构的疲劳、强度特性问题,设计了一种在线式的船舶监测系统,该系统采用光纤光栅传感器采集船体结构的应力、应变,并结合数据分析和处理系统进行船体结构的疲劳评估,及时发现船体结构中的裂纹等缺陷,提升船体的安全性。     

多用途船船体应力监测系统布置

根据某型多用途船大开口箱型货舱结构特点,有针对性地布置安装船体应力监测系统,通过该系统的多通道传感器获取船舶营运阶段实时数据,采用数字孪生技术将实船采集的应力监测数据和船舶有限元模型映射与互联,实现营运船舶的船体结构疲劳寿命、不同装载工况下结构强度分析和预测、不同海况下结构应力分布的实时监控和结构安全评估,取得中国船级社智能船体的船级符号。     

船体长期监测系统的应用现状及发展趋势

船体长期监测系统(SHLTMS)用于对船体重要结构、关键构件及敏感部位进行结构应力实时监测和船体强度在线评估,时刻了解船体在各级海况下船体各部分的应力状态及运动状态.它对保障船体结构和人员安全、指导船舶的操纵以及船体寿命评估具有十分重要的意义.本文首先对船体长期监测系统进行概述,简要介绍船体长期监测系统的工程价值,接着对船舶长期监测系统的发展与应用现状进行分析,详细阐述国内外一些具有代表性的工程应用成果.最后对船舶长期监测系统存在的问题和未来发展趋势进行论述,为后续研究提供借鉴.     

船体长期监测系统的应用现状及发展趋势

船体长期监测系统(SHLTMS)用于对船体重要结构、关键构件及敏感部位进行结构应力实时监测和船体强度在线评估,时刻了解船体在各级海况下船体各部分的应力状态及运动状态。它对保障船体结构和人员安全、指导船舶的操纵以及船体寿命评估具有十分重要的意义。本文首先对船体长期监测系统进行概述,简要介绍船体长期监测系统的工程价值,接着对船舶长期监测系统的发展与应用现状进行分析,详细阐述国内外一些具有代表性的工程应用成果。最后对船舶长期监测系统存在的问题和未来发展趋势进行论述,为后续研究提供借鉴。     

船舶结构应力与缺陷检测中光纤光栅传感器的应用

由于大型舰船大量采用钢结构焊接制造工艺,为了提高舰船的结构安全性,必须对船舶结构的应用与缺陷进行监测,一旦出现应力异常等问题及时报警。本文设计了一种船舶结构应力与缺陷检测系统,该系统的核心是利用光纤光栅传感器的良好性能,将船体结构的应力信号转换为电信号,并通过后续的分析和处理获取船舶结构的工作状态,对于改善船舶监测水平有重要的意义。     

《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     

船体结构应力监测点的选取方法研究

船体结构应力实时监测系统通过在船体结构中植入应变传感器实现对结构强度的实时监测与评估.文章对船体结构应力实时监测系统中应力监测点的选取方法进行了研究.通过全船结构有限元分析方法得到船体结构在外载荷作用下的结构应力响应,在此基础上对结构监测点进行选择,通过根据高应力部位和考虑海况信息两种途径对监测点进行选取,并依据选定监测点位置处的受力特点给出了传感器的布置方法,最后给出了一条船的应用实例.     

“雪龙2”船体监测及辅助决策系统设计

船体结构强度是影响冰区船舶航行与作业安全性的一个重要因素。我国自主建造的"雪龙2"号船上设计安装1套船体监测及辅助决策系统,利用预埋在船体各部位的光纤传感器测量结构应变、结构温度、加速度等信息,通过相应数据处理实时评估结构强度,给船员提供结构安全警示功能并给出航行作业过程中的辅助决策。该系统有利于提高"雪龙2"号船的结构安全性。文章对"雪龙2"号船上安装的船体监测及辅助决策系统设计进行详细介绍,对其他船舶安装应力监测系统有一定的工程借鉴意义。     

第一艘装有黑盒子的船舶

当一艘名为“Gulf.Spirtit”的27000多载重吨的集装箱船驶离荷兰鹿特丹港时,它就成为世界上第一艘既装有黑盒子又有满足英国劳氏船级社“船舶事故分析”附加标志要求的船体应力监测系统的船舶。船舶装上应力监测系统后,进一步提高了船舶的安全性。该系统能连续测量船体的应力,并在荧屏上显示出应力的大小和船舶运动的数据。这样,船长就能知道船舶对海况的反应情况。尤其在恶劣天气时,船长可以采取相应的措施。在油船、集装箱船和散装货船装卸货时,一旦出现不正常的应力状况,该系统能发出信号使值班驾驶员可以采取缓解措施。     

应力监测系统在400K VLOC矿砂船的应用

简要介绍了船体应力监测系统的组成、工作原理以及应力传感器的分类等。以400K VLOC矿砂船配置的应力监测系统为例,介绍了应力监测系统在实船上的应用情况。     

基于雨流计数法的船体结构疲劳损伤评估方法研究

针对船舶在运营期间船体结构易受到疲劳等损伤,介绍一种改进型三峰谷值雨流计数法,在此基础上对船体结构疲劳损伤评估方法进行探讨,以期为船舶船体结构应力监测系统的构建提供理论支撑,进而为船舶提供早期危险报警和损伤评估,保证船体结构的安全性。通过算例分析验证了该雨流计数法的准确性以及高效性。     

船舶疲劳应力监测系统

针对船舶疲劳应力监测问题,阐述监测系统计算监测点累积损伤度和预测剩余疲劳寿命的原理,并建立船舶疲劳实时监测系统,最后进行试验验证分析。试验结果表明,该系统运行稳定,计算的试件累积损伤度与理论值吻合,且对剩余疲劳寿命的预测较为可靠。光纤传感器与电阻应变片实测应力值的比较结果证实光纤传感器能够满足应力监测的要求。     

船舶疲劳应力监测系统研究

本文针对船舶疲劳应力监测问题,阐述了监测系统计算监测点累积损伤度和预测剩余疲劳寿命的原理,并建立了船舶疲劳实时监测系统,最后进行了试验验证分析。试验结果表明,该系统运行稳定,计算的试件累积损伤度与理论值吻合,且对剩余疲劳寿命预测较为可靠。通过光纤传感器与电阻应变片实测应力值的比较,得出光纤传感器能够满足应力监测的要求。     

新颖的船舶应变监测装置

据外刊报道,为了减少大型船舶在海上沉没的危险性,海运信息部门研制了一种新颖的应变监测装置。该装置符合劳氏船级社现行规定,它能向船长提供关于他所驾驶的船舶的应变资料,因此使船长有可能改变航向和降低航速,以期达到安全航行。由仪表专家HBM提供位移换能器,它能在船体6个重要部位测定船体的应变值。这些换能器精确地记录船舶处于波浪压力、强风和其他力作用下的运动。然后这种运动被转换成     

半潜式坐底安装平台应力监测安全预警系统开发

针对三航"工5"风电安装船在坐底施工时可能出现的船底泥沙掏空危险,开发一套应力监测安全预警系统,在船体结构关键部位布置应力传感器,监测记录船体作业时的应力变化。结合关键部位应力的分析计算,判断掏空的程度,设置不同的预警值对掏空程度进行评价,并编制系统软件进行预警,在泥面掏空严重影响安全施工并对船体结构带来安全风险前采取一定措施保证施工和船体安全。     

建造中的船体在船台上的应力松驰现象研究

为得到建造中的船体在船台上的船体变形数据,基于FBG技术设计了船体在船台上的蠕变和应力松驰现象的监测系统,将该系统布置在实际船体结构上,测量了在船台上受结构蠕变和结构应力松驰现象综合作用所造成的船体结构变形,分析了监测过程中造成船体结构变形的因素,指出应力松驰是主要因素。数据分析表明:利用FBG传感技术进行船体变形长期监测是可行的;船体在船台上存在结构蠕变和应力松驰现象。最后,并基于壳体理论估算了船台上的船体结构的内应力释放速率。     

基于COMSOL的船体增阻板可行性分析

为研究船体增阻板的有效性和稳定性，采用RANS法探究增阻板的增阻效果，并分析流固耦合作用下增阻板的应力和位移情况。研究表明：数值模拟与经验公式得到的船舶阻力吻合较好，说明COMSOL有限元方法具有一定可行性，可用于预测带有增阻板的船舶阻力；船模在加装增阻板后，船舶的压阻力快速增加，平均增阻率达1 463%，但增阻板与船体接触部位应力较大，容易造成船舶损伤。研究成果可为船体安全评估以及特殊情况下的增阻研究提供一定参考。     

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.     

PLC在船舶油水分离器动态监测系统中的应用

当前海洋船舶运输在全球经济中扮演着重要角色,船舶含油污水的排放对海洋环境造成越来越大的影响。对船舶油水分离进行动态监测可以有效减少含油污水的排放。本文提出一种基于三菱Q系列PLC的船舶油水分离器动态监测系统,使用油份传感器和流量传感器对船舶污水进行监测,并通过以太网络将采集的数据发送到监控中心。本文对传感器数据采集过程以及PLC和监控中心的网络通信进行详细设计,设计的系统经过测试具有良好的可靠性和稳定性,能够应用于各类型船舶。     

流固耦合的船舶结构强度分析

常规方法构建船舶结构有限元模型时,对模型施加的流场绕流压力不充分,导致结构应力应变数值模拟精度较差。针对这一问题,设计流固耦合的船舶结构强度分析方法。建立船舶有限元模型,网格划分船体和流体区域,计算船体波浪水槽参数,模拟船舶航行的绕流场,导入绕流场动压力和静压力,施加流场载荷给船体结构,得到不同受力情况下的应力应变,确定结构强度。设置对比实验,结果表明,设计方法相比常规方法,减少船舶结构最大变形、最大应力值的数值模拟误差,对结构强度的判断更为准确。