14000t甲板驳船船体结构局部强度校核

以14 000 t甲板驳船为研究对象,按照设计图纸,使用MSC.Patran有限元软件建立全船有限元模型,取用强度标准,根据该船实际装载3种不同长度和重量的桥梁,定义3种工况进行局部强度校核。计算结果表明,原设计的甲板驳船结构构件,除了甲板纵桁和横梁外,强度都满足规范要求。作者提出了局部结构强度加强方案,校核结果表明该方案可行,建议采取该方案施工。     

大跨度加筋板架优化设计研究

在大跨度双层甲板设计中,横向舱壁起到了代替强横梁支撑甲板板架的作用,相比于单层甲板设计可以减小主要构件的腹板高度。本文将横向舱壁简化为两端简支的大跨度加筋板架,使用有限元方法研究其在均布载荷作用下的响应。分析了板厚、扶强材尺寸和间距对结构强度和稳定性的影响,并讨论了以结构重量最小为目标的优化设计方法。     

大跨度无支撑甲板纵向稳定性分析和优化设计

讨论了作为强力甲板的大跨度甲板板架的纵向受压稳定性计算方法,指出传统的线性计算方法偏于保守。提出了大跨度甲板板架的稳定性分析和优化设计思路,并以某大跨度简单板架为例采用非线性方法进行了纵骨与强横梁的组合优化分析。实例证明了在保证甲板稳定性的前提下,适当提高纵骨刚度可以较大程度的降低横梁必要刚度,从而减轻结构重量,提高材料利用率。     

中小型化学品船甲板强横梁端部节点形式

考虑到中小型化学品船甲板空间有限,为保证有利的甲板通道布置,通过对舱段有限元计算和甲板强横梁端部节点的细化分析,在结构强度允许的情况下,寻求有效的强横梁端部节点形式,提高船舶经济型和使用便利性。     

125 m布缆船设计优化研究

为解决大型布缆船设备多、甲板布置空间不足的问题,对125 m布缆船进行优化设计。首先,根据布缆船工程作业需求,提出了甲板作业区域设备合理布置方案;其次,采用有限元分析法,校核了电缆托盘舱段区域的结构强度;最后,结合船员海上生活的特点,从噪声、通风、防火、娱乐等角度对船员的居住区域进行设计优化研究。研究结果表明：该优化设计方案可有效解决大型布缆船甲板作业设备多、难以布置的问题,且作业区域局部结构强度满足《钢质海船入级规范》(2022)的要求,同时大大提高了船员的船上生活质量。     

成品油船集管区甲板上翻强横梁的结构优化

针对槽型舱壁成品油船集管区的甲板上翻强横梁与集油槽布置相互干涉的问题,阐述了满足CSR的集管区甲板上翻强横梁的结构优化过程。分析影响甲板上翻强横梁结构设计的各种规范要求以及石油公司要求和使用要求,对此结构提出了几种设计方案,并进行优化改进,在满足结构强度要求的同时,达到了方便使用并减少船体钢料重量的目的。这为以后同行解决此类问题提供参考和借鉴。     

8万总吨邮轮顶甲板结构设计

以8万吨邮轮顶甲板为研究对象,基于规范对结构布置和强度计算等描述性要求,从骨架型式、纵骨间距、强横梁设置,以及普通碳素钢、高强度钢、铝合金材料适用性等方面,开展目标邮轮顶甲板结构设计。考虑到建造施工便利性、减少构件焊接量、易于控制甲板结构变形等因素,确定采用合金带筋板结构轻量化设计方案。研究成果可为邮轮上层建筑结构轻量化设计提供参考和借鉴。     

内压下矩形耐压舱内部结构优化设计

[目的]为有效降低内压下矩形耐压舱板架弯曲应力,[方法]分别提出内压下矩形耐压舱内部平台位置和支柱布局以及尺寸优化设计数学模型。以内部平台垂向位置作为设计变量,极小化横纵舱壁结构的最大弯曲应力,采用遗传算法求解,得到最优的内部平台布置位置,其优化结果接近垂向均布。支柱设计采用分级优化设计方法,先以等刚度支柱位置作为设计变量,极小化顶甲板结构的最大弯曲应力,分别得到不同支柱数量下的最优布局方案;然后依据应力约束条件选取支柱数量及布局,在此基础上进一步以支柱截面尺寸作为设计变量,以基础优化方案的重量作为约束,极小化顶甲板结构的最大弯曲应力,得到不等刚度支柱最优截面尺寸。[结果]其优化结果显示偏中心区域支柱截面积更大。最终优化设计方案较初始方案,横舱壁、纵舱壁和顶甲板弯曲应力分别降低了28.3%,25.7%和13.9%。[结论]本优化设计方法可为类似结构设计提供方法参考和设计借鉴。     

基于响应面法的强力甲板结构优化设计

对于大型散货船,强力甲板是船体承受总纵弯矩及局部载荷的主要构件。特别是在压载工况下,强力甲板易出现结构问题,因此合理的强力甲板设计对船舶结构安全性和经济性十分重要。提出了基于响应面法的船体结构优化方法,并对一艘76 000 DWT散货船货舱段的强力甲板结构进行优化设计以验证该方法的有效性。在不同板厚尺寸、相同工况下进行甲板参数的灵敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力的基础上,应用响应面法的均匀设计试验方法,得出该舱段强力甲板最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度以及规范要求的最小厚度的约束条件下,对该舱段的强力甲板结构厚度进行优化。所得的优化结果说明该优化设计方法在实际工程中具有应用价值。     

非规则甲板板架稳定性计算方法研究

研究表明,应用有限元程序计算非规则甲板板架的稳定性符合实船的结构承载状态,它比常规的甲板稳定性计算方法更精确,更合理,并指出,目前实船上采用的甲板板架布置可进一步改进,使纵桁,纵骨和横梁的布置更加合理,在确保甲板板架稳定性满足规范要求的基础上减轻结构的重量。     

矿砂船舱口间甲板结构的可靠性评估

文章针对一艘舱口间甲板发生屈曲破坏的矿砂船,对其舱口间甲板结构进行横向压缩强度分析和可靠性评估。为建立一套初步的可靠性评估方法,首先,采用半解析公式计算舱口间甲板结构在不同破坏模式下的压缩极限强度,其最小值即为结构的临界应力,为强度评估提供依据。其次,基于改进的一次二阶矩法编写FOR⁃TRAN子程序,计算结构的可靠性指标,建立了基于舱口间甲板的横向压缩强度的可靠性分析程序。综合评估结果表明,舱口间甲板结构的强度储备不足以抵抗外部载荷,屈曲破坏发生起始于檐板和舱口间甲板,这与目标船的事故分析报告中的屈曲现象吻合。根据舱口间甲板结构的强度和可靠性评估结果,采取三种加强方案,权衡结构安全因子和结构重量从而得出较优的修复加强方案。     

邮轮模块化铝制阳台的结构设计与评估

为提高邮轮舾装国产化配套率,基于一艘总吨位5万的中型邮轮,结合船级社的设计要求,提出一种模块化铝制阳台的结构设计方案,重点设计了阳台甲板型材、玻璃栏杆,以及立柱等关键结构,并采用有限元方法,完成了甲板型材及模块化阳台整体结构的强度评估。     

矩形耐压舱预应力支柱优化设计

[目的]为有效降低矩形耐压舱顶甲板的弯曲应力,[方法]提出在耐压舱内部设置预应力支柱。首先,给出支柱布局及尺寸已定的情况,以支柱预应力为设计变量,顶甲板板架弯曲应力为目标函数,建立考虑支柱应力约束的支柱预应力最优配置数学模型;然后,进一步将支柱位置作为设计变量,进行支柱布局及其预应力配置优化设计;最后,在预应力优化结果的基础上提出一种降低支柱结构重量的设计思路。[结果]优化结果表明,合理配置支柱的预应力,在支柱重量不增加的前提下顶甲板板架弯曲应力值降低了21.6%;进一步优化后,最终的支柱优化设计方案使顶甲板板架弯曲应力进一步降低了16.0%。[结论]研究结果可为类似结构设计提供方法参考和设计借鉴。     

开敞泥舱架空横梁设计与强度研究

对设置单列泥门的开敞泥舱,设计适合的架空横梁结构必不可少。该文从规范要求、设计载荷、横向强度、对舱容、泥舱重量及挖泥作业影响等几个方面,分析对比几种常见架空横梁结构的优缺点,讨论如何选择中型单列泥门挖泥船的架空横梁结构形式。文中使用的分析方法和各方案结果,为挖泥船的泥舱结构设计,提供了一定的借鉴。     

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。     

110m趸船结构强度分析及加强方案的模糊综合评判

利用MSC.Nastran软件对110m趸船在三种不同工况下进行有限元强度评估.在甲板结构不满足强度要求的情况下,对甲板结构提出三种加强方案,基于模糊综合评判理论,将船体强度、工艺性和经济性等因素作为评判参数,按成对比较法确定各参数的权重系数,构建满意度函数,对110m趸船甲板结构的三种加强方案进行模糊综合评判,确定出最优方案.     

38m双体甲板货船总体结构强度有限元分析

利用MSC／PATRAN、MSC／NASTRAN对38In双体甲板货船总体结构强度进行了有限元强度计算。给出了外载荷的计算方法和边界条件的施加方法,并在11种工况下对38m双体甲板货船进行了总体结构强度有限元分析。通过有限元分析得到的结论可用于双体甲板货船设计与优化。计算结果表明结构强度满足强度要求。     

中型邮船甲板薄板分段吊装方案

以中型邮船的3种典型甲板薄板分段为例，设计相应吊装方案，探讨起吊设备在整个吊运过程中影响建造效率的因素。采用有限元分析方法，计算3种薄板分段在不同工况条件下的强度和变形，并对发生超大变形的分段提出临时加强方案。结果表明，该吊装方案适用于甲板薄板分段结构强度弱的特点，满足中国船级社（CCS）吊装规范要求，可使中型邮船甲板薄板分段的吊装作业更加便捷和高效。     

大型邮轮泳池结构开口补强优化设计方法北大核心CSCD

[目的]大型邮轮泳池结构大开口降低了甲板结构的承载能力,补强是提高开口结构强度的有效手段,但补强的形式多样对开口结构优化设计提出了挑战。为此,[方法]运用变密度拓扑优化方法对泳池开口补强板进行优化,以获得一种新型开口补强方式,并进一步对结构开展尺寸优化,获得更为合理的板厚分布,从而达到最好的减重效果。[结果]优化结构与原型结构相比,极限承载力提高了1.1%,最大应力下降了3.3%,减重7.0%。[结论]所提优化设计方法可为邮轮甲板开口结构提供一种补强设计手段。     

船舶舱室油池火灾下甲板板架剩余极限强度分析

基于大涡模拟算法,使用FDS火灾动力学仿真软件模拟舱室火灾,将环境温度映射至结构有限元模型。考虑结构的初始缺陷和材料的高温热力学特性,采用顺序热力耦合算法计算甲板板架在火灾发展过程中的动态热力响应。基于显式动态算法研究板架轴向压缩时的高温剩余极限强度,并分析结构失效模式。计算结果表明,高温环境下的板架受到轴向压缩载荷时,由于横梁间加筋板发生崩溃而达到极限状态,且油池中心位于横梁间时更偏于危险;火灾发生前期,板架高温剩余极限强度衰减较快,后期趋缓。这项研究可为实际火灾场景下的船舶结构抗火设计与安全评估提供参考。