基于PCL语言的船体局部结构细网格生成方法

在船体结构详细设计过程中,除了舱段的粗网格有限元分析外,某些局部应力集中处的结构还需要细化分析或进行疲劳强度分析,如肘板趾端、主要构件腹板开孔和舱口角隅等。采用MSC. PATRAN软件中PCL语言进行二次功能开发,可以更为便捷地生成特定结构的细网格,提高船体局部结构细网络的建模效率。     

29.6 m高速双体风电运维船有限元强度分析

以29.6 m高速双体运维船结构为研究对象,根据中国船级社(CCS)《海上高速船入级与建造规范》(2015),运用有限元分析法对主船体和连接桥结构的总横强度和扭转强度进行强度评估。建模时,采用局部嵌入细化网格的模式,即对应力较小区域处采用常规的板格,而对应力集中处采用细化网格,网格大小不超过50 mm×50 mm,并逐步过渡到常规网格。通过整船建模以及对局部嵌入细化网格的校核,优化了双体船的结构,为控制船体总重提供了依据。     

船体吊装中吊点的特点分析

文章以自升式钻井船的分段吊装为参照,分析了船体板壳结构吊装时的吊点型式及特点,为以后的船体板壳结构的安全吊装提供了有利的基础保障。     

横舱壁分段吊装变形控制及有限元法分析验证

分段吊装是船体建造的重要环节,吊装过程中的变形将影响后续船体合龙精度,从而制约船坞或船台的分段合龙速度,延长了建造周期。通过有限元仿真软件,分析25 000 DWT化学品船典型横舱壁分段在吊装过程中变形量,优化分段吊装设计方案。通过实际分段吊装对比分析,验证优化的正确性以及改进效果,以达到吊装设计最优化,满足吊装方案的安全性要求。     

船体折角型节点有限元细化分析的程序化方法

为更精确模拟折角型船体结构节点的应力分布，对折角型船体结构节点有限元细化网格进行了算法研究，用MSC／Patran的PCL语言，开发了相应的细化网格有限元分析工具，实现了折角型船体结构节点的网格划分和优化分析的快速化。该系统已成为中国船级社CCS—SDA系统细化分析工具的一个子系统。     

基于过渡单元的有限元细化法在舱口角隅处的研究

针对集装箱船舱口角隅处的应力计算,提出一种针对舱口角隅处网格的自动有限元精细划分算法。在进行完整船有限元分析后,截取出局部舱口角隅模型进行网格细化,将粗网格计算结果作为细网格模型边界条件,再次进行有限元分析。结果表明细化网格分析能反映出应力梯度比较大的区域的应力变化情况,其分析结果好于整体分析结果。     

船体舱段三维有限元模型参数化建模方法研究

提出三维船体舱段有限元参数化建模的设计方法,将船体舱段的有限元网格归类为纵向网格和横向网格,并分别提出相应的算法以实现这两种网格的自动生成.     

计算机辅助船体分段吊装强度计算方法及系统开发

分段吊装方案的结构补强设计主要依据设计人员的现有经验进行,存在理论不足、材料浪费、优化性差等诸多问题。为了改善分段吊装方案的结构补强设计状况,开发了专门针对VLCC船体分段吊装强度计算系统。论文在研究Tribon系统内分段结构及数据抽取方法的基础上确定了分段重构所需的基本参数,并在ANSYS系统内实现了分段有限元模型的重构,该过程完全由外部程序调用相应的工程软件完成,最终通过输出有限元分析结果来确定结构是否需要补强及补强形式,从而使得分段吊装方案的结构补强设计更加合理、规范。     

椭圆形舱口角隅的疲劳强度研究

基于《钢质海船入级规范》以及《船体结构疲劳强度评估指南》对椭圆形舱口角隅的相关规定,应用自主开发的椭圆形舱口角隅网格自动划分系统,创建不同尺寸与板厚的椭圆形角隅细化模型,利用MSC.Patran有限元软件对该区域进行疲劳计算,分析其边缘热点应力,从而得出角隅尺寸、板厚对角隅疲劳强度热点应力的影响规律。     

基于博弈分析的船体分段吊装顺序优化

船体分段吊装顺序优化是典型的NP-hard问题,仅通过人工经验很难获得最优的方案。文章引入博弈分析的理念,把船体分段吊装顺序决策过程看作是一个有不同博弈者参与并且相互影响制约的一个系统,运用博弈论的原理来建立关系模型。以一艘92 500 DWT散货船的建造计划为研究对象,建立了船体分段吊装顺序优化博弈模型,进行了船体分段吊装顺序优化博弈分析。     

船体大开口平直空腔结构总段吊装加强方案优化

为增强船体大开口平直空腔结构总段结构强度,结合船体总段结构特点、吊码布置情况和吊装加强方案建立有限元模型,采用数值仿真模拟总段吊装,分析甲板与吊码区域的结构变形。根据预报结果对吊装加强方案进行优化,可为后续类似结构的吊装加强方案优化提供一定指导。     

大中型气垫船吊艇结构设计和起吊强度校核

基于目标气垫船结构特点,通过合理设计吊艇眼板结构、起吊强度校核,论证了船体通过吊艇眼板直接起吊方案的可行性,为实船起吊提供指导依据。最后对目标气垫船水中起吊过程进行了应力测试,进一步验证了起吊强度校核方法的正确性和直接起吊方案的合理性。研究结果可为大中型气垫船或铝合金船体起吊方案和相关结构设计提供技术支撑。     

含起重设备的船舶上层建筑吊装强度有限元分析

为准确计算船舶上层建筑吊装强度,采用MSC.Patran和MSC Nastran软件对175 000 t散货船上层建筑吊装建立整体结构有限元模型。采用含起重设备的有限元分析法计算上层建筑在吊装过程中的结构响应,并与直接约束法和惯性释放法进行对比分析,比较3种有限元分析法计算得到的应力、变形和吊点支反力情况,分析含起重设备的有限元分析法的准确性。结果表明,含起重设备的有限元分析法可对结构的应力、变形和吊点支反力进行较为准确的计算,优于直接约束法和惯性释放法。含起重设备的有限元分析法对船舶上层建筑吊装强度和吊装方案的评估具有一定的工程价值。     

76000DWT散货船上层建筑吊点眼板的角度优化

针对某船厂76000DWT散货船上层建筑整体吊装的实际情况,对吊点眼板的角度进行优化分析,通过有限元数值仿真计算分析不同角度的吊点眼板在吊装时的应力及变形情况,绘制应力变化趋势图,找到最优角度。该角度在实际生产中不仅能同时满足两种浮吊的吊装要求,还能提前统一制造,保证吊装计划有序进行,缩短码头周期。     

有限元方法在30万吨级超大型浮船坞设计中的应用

在30万吨级超大型浮船坞的结构设计中应用有限元计算方法来评估坞体结构强度并讨论了超大型浮船坞的结构规范适用性问题。采用的有限元计算分为两大类:一类是坞体总纵强度的有限元计算分析,包括全坞粗网格有限元计算以及进一步的局部结构细化分析;另一类是坞体局部强度的有限元计算分析,包括首尾浮箱平台强度、坞墙稳定性和锚泊设备支撑结构的强度计算。通过一系列完整的有限元计算,说明现行的浮船坞规范仍然适用于超大型浮船坞,并最终得出了一些具有实用价值的结论。     

Ultimate strength of container ships subjected to combined hogging moment and bottom local loads,Part 2: An extension of Smith's method

This paper is the second of two companion papers concerning the ultimate hull girder strength of container ships subjected to combined hogging moment and bottom local loads. The nonlinear finite element analysis in Part 1 has shown that local bending deformation of a double bottom due to bottom lateral loads significantly decreases the ultimate hogging strength of container ships. In this Part 2, extending Smith's method for pure bending collapse analysis of a ship's hull girder, a simplified method of progressive collapse analysis of ultimate hogging strength of container ships considering bottom local loads is developed. The double bottom is idealized as a plane grillage and the rest part of the cross section as a prismatic beam. An average stress-average strain relationship of plate/stiffened plate elements employed in Smith's method is transformed into an average stress-average plastic strain relationship, and implemented in the conventional beam finite element as a pseudo strain hardening/softening behaviors. The extended Smith's method is validated through a comparison with nonlinear finite element analysis.     

船体板格极限强度数值计算影响因素及敏感分析

船体板格极限强度的有限元计算方法应用广泛,但其计算方法具有一定的不稳定性,计算结果受多种因素的影响.本文针对船体板格有限元计算方法的不稳定性进行研究,通过将有限元计算结果与其他学者的研究成果进行对比,验证本文所采用的有限元方法的可靠性,然后针对板格材料、初始缺陷、网格密度、边界条件等几种因素的敏感性进行具体研究,发现理想应力应变关系会使得结果偏于危险.网格形状和网格密度对于结果均有影响,边界条件对于有限元结果有影响,最大误差在7.2%,并且模型3会使得结果偏于危险.初始缺陷是一敏感因素,最大误差在20%,因此需要根据实际缺陷选取合适的屈曲模态和比例因子.     

船体平面分段智能制造流水线工艺装备技术

针对船厂对船体平面分段结构优质、高效制造的技术需求,以船体平面分段中间产品加工为功能对象,进行船体平面分段智能制造流水线装备的研发制造,突破流水线总体设计、智能化焊接、系统集成控制等关键技术,形成一条包含拼板装焊、纵骨装焊、中组立制造等多工位的智能化流水生产线。通过工程应用实现船体平面分段由传统生产模式向以智能装备为标识的智能制造模式转变,可显著提高船体结构加工制造技术水平。     

含凹陷损伤FPSB典型加筋板剩余极限强度研究

本文选取一型FPSB典型加筋板结构,在考虑初始缺陷的情况下采用非线性元法,通过对比研究,选定了(1/2 1 1/2)的加筋板模型以及合适的边界条件、网格尺寸。分别研究了三种不同凹陷形状对加筋板极限强度的影响,选定了以弧形凹坑为主要研究对象的凹陷形式。分别研究了凹陷损伤加筋板随凹痕深度、凹痕长度、凹痕宽度、凹痕位置变化时结构在单轴受压情况下的极限强度变化情况。本文的计算结果可对此型FPSB加筋板结构在凹陷损伤后的极限强度评估提供一定的参考。     

复杂载荷作用下船体板格屈曲强度计算公式研究

分析复杂载荷作用下船体板格结构屈曲强度的影响因素,基于ANSYS软件APDL模块参数化建模,对这些因素进行相关性分析,排除无关参数,保留有关参数,得到屈曲强度的定性表达式。然后变更有关参数,得到不同的有限元模型,通过计算得到不同模型下的屈曲强度,分析大量数据,最终得到屈曲强度的定量表达式。该公式可以在工程上用于复杂载荷作用下船体板格结构的屈曲评估,具有重要的实用价值。