小型三体风电维护船结构设计及强度分析

根据某小型海上高速三体风电维护船总布置要求,进行结构设计,并在不同工况组合下进行有限元计算分析。根据有限元计算结果分析其应力分布特点,特别是对连接桥高应力集中区域,制定2种不同结构调整方案,通过对2种方案强度分析比较,确定满足海上风电场使用要求的三体船结构方案。     

双体铝合金风电运维船结构强度有限元分析

由于双体船稳性和操纵性较优等特点,近年来备受关注,被广泛应用于军事和民用船舶领域。采用铝合金建造的船舶具有结构重量轻、耐腐蚀等优点,被主要运用于观光船和快艇等小型船舶。以19.88 m双体铝合金风电运维船为研究对象,设计了纵骨架式和全横骨架式2种结构型式方案,建立整船有限元模型,对其施加约束和载荷,进行总强度分析;根据双体船各部位的应力分布规律,对连接桥结构进行方案调整及分析。最终给出双体铝合金风电运维船合理的结构设计方案,为推广发展双体风电运维船提供技术支撑。     

三体船连接桥新型结构形式研究

三体船连接桥连接主船体与侧船体,直接决定着三体船横向强度和扭转强度,是三体船结构设计中的关键。针对在传统设计中,连接桥与主体及侧体连接处极易出现应力集中的现象,文章提出一种新型的靴式箱型连接桥结构,通过与传统连接桥结构的对比研究发现,此结构不仅使抵抗横向弯矩与扭转弯矩的能力显著提高,应力集中现象明显好转,而且结构重量也有所减轻。此结构为三体船等多体船连接桥的结构设计提供了新的思路。     

双体交通运维船有限元强度分析

以一艘专门用于海上风电日常巡查、维护、交通等工作的37 m双体交通运维船为研究对象,根据中国船级社(CCS)船舶建造规范,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。通过分析整船的应力分布情况,对双体船结构优化提出建议,为船体轻量化和局部结构加强提供有益参考。     

三体船连接桥结构型式研究

三体船的主船体和两个片体通过连接桥相连,连接桥作为三体船结构中的关键,其自身的强度对于三体船的安全性来说至关重要.所以,对连接桥的结构型式进行研究十分有必要.针对四种不同的连接桥结构型式,采用直接计算法进行总纵强度、横向强度和扭转强度的三舱段有限元计算.通过对计算结果的分析比较,得到了较理想的连接桥结构型式,并为新船型的研发和优化设计提供依据.     

超深水多功能钻井船总体强度直接计算分析

针对带有试采、储油功能的第七代超深水多功能钻井船的总强度,根据其功能与结构特点,选取钻井船在钻井、试采储油、自存、迁移4种工作状态下的装载工况,考虑作业、生存和迁移3种载荷工况下不同的环境条件,采用谱分析方法获得3种工况下的波浪载荷与设计波参数,完成整船有限元模型在各个设计波工况下的强度评估。对关键区域的结构进行设计改进,总结该船与常规钻井船在结构设计与应力分布上的差异,计算结果表明,带有工字型月池开口的钻井船船体强度满足规范要求。     

双体船型清污船结构强度评估

基于中国船级社《小水线面双体船指南》(2005),考虑双体船的静水载荷、重力载荷和环境载荷等,确定设计载荷和设计工况,采用有限元分析的直接计算法,对双体船的主船体及连接桥结构进行强度评估。结果表明:该双体船结构满足强度校核要求,高应力发生在货舱端部的连接桥附近和艏部导流板处。     

三体船屈服强度的可靠性研究

[目的]三体船作为一种高技术新型船舶,需要特别关注其结构强度问题。传统的数值方法是以确定性的方法进行分析,然而作用在船体上的载荷、结构形式和材料性能等随机因素均具有不确定性,因此需采用可靠性的方法来计及这些随机因素对船体强度的影响。[方法]将三维势流理论与船体强度直接计算相结合,得到三体船某特殊结构单元von Mises应力的短期时历分布,进而得到应力的长期分布和序列统计的极值分布。综合单元极限强度和载荷要求,列出极限状态方程,得到可靠性指标。对典型结构的失效概率、安全系数进行计算,并对一些随机变量进行影响分析。[结果]研究表明:三体船连接桥处应力集中系数较大,安全系数为0.86,而由于甲板的中和轴较高,甲板安全系数为2.4,材料不确定性对可靠性指标的影响更大。[结论]提出的三体船屈服强度可靠性研究方法可为后续三体船优化提供良好的数据支撑。     

海上三体风电运维船阻力和运动性能综合研究

结合海上风电运维船的使用要求和三体船型特点,确定小型高速三体风电运维船船型,并寻求特定海况下阻力性能和运动性能优异的侧体布局方案。基于CFD计算静水阻力和规则波中迎浪增阻与运动响应,并预报不规则波中运动有义值和阻力值。通过比较表明,主、侧体艉部对齐时三体运维船的综合性能最优。从而为海上三体风电运维船的设计和性能预报提供参考。     

非典型双体船波浪载荷直接计算

小型双体船船体细长,仅由2个片体和桁架式连接桥结构组成,属于非高速双体船。因此,采用规范公式对其波浪载荷进行计算已不合理。采用中国船级社（CCS）的三维频域线性水动力计算软件COMPASS-WALCS对该型水面靶标波浪载荷直接计算,建立船体湿表面有限元模型、全船质量模型,根据三维辐射-绕射理论计算得到非典型双体船在满载工况时主要载荷参数的短期和长期预报值,确定不同组合工况下的设计波参数,用于全船结构强度的计算校核。对类似船型的船体波浪载荷直接计算提供参考依据。