基于分布质量轴模型的回旋振动计算方法

根据旋转Timoshenko梁的运动微分方程,推导了计算船舶推进轴系回旋振动时分布质量轴模型的传递矩阵。相对于集中质量轴模型,分布质量轴模型可以计入轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺力矩以及剪切变形的影响,更加逼近船舶推进轴系回旋运动的实际物理模型,因此能更精确地计算轴系的临界转速和固有振型。在分布质量轴模型的基础上,采用数值稳定性良好的改进Riccati传递矩阵法编制了回旋振动计算程序,并应用于两型船舶的推进轴系计算。将文中方法的计算结果与有限元法以及第三方计算报告进行了比对,结果具有良好的一致性,从而验证了方法的正确性和计算精度。     

ANSYS在船舶轴系校中上的应用

本文介绍了船舶轴系校中计算中常用的有限元法。依据该方法用现有ANSYS软件编制程序,计算出船舶在下水后、满载或半载情况下,由于船体变形而导致的轴系参数的变化。并以某船为例,利用三弯矩法、迁移矩阵法和有限元法对船舶轴系进行校中计算,说明有限元法更先进合理。     

二种程低速柴油机推进轴系纵振计算方法探析

本文介绍了有关大连-B&W5L60MC和大连-B&W6S70MCE柴油机推进轴系振动的计算和实船测试情况。由计算结果与实测结果的比较可知,对于现代长冲程及超长冲程船用低速柴油机轴系,采用标准方法计算扭转振动仍是有效的,但纵向振动由于受扭转振动耦合效应的影响,用标准方法计算已不能适应工程上的要求,而采用有限元法计算轴系耦合振动的方法已在国外形成。     

气垫船围裙成型数值计算与试验研究

气垫船围裙为三维复杂柔性结构，承受的外载荷复杂，其成型计算具有强非线性特点，一直是气垫船研究的重点和难点。论文以某极地运输气垫船围裙为研究对象，采用有限元方法，基于动态显式求解法计算了围裙典型分段和全船围裙的成型，并通过围裙典型分段模型成型试验和气垫船缩尺船模陆上静垫升试验分别对围裙成型计算方法及其对陆上静垫升特性的影响进行了分析。结果表明，基于有限元法的围裙成型计算方法较传统解析方法精度更高，与成型试验结果相比误差更小；全船围裙成型有限元计算结果与典型分段计算结果基本一致，基于全船围裙有限元法计算得到的静垫升特性参数预报精度较高，对提高气垫船总体性能预报精度具有指导意义。     

基于有限元法的船舶推进轴系校中计算软件开发

船舶推进轴系校中计算是船舶推进轴系设计、安装、调整等过程中不可缺少的环节，有限元法（FEM：Finite Element Method）是一种在结构工程、船舶工程等方面日益被广泛应用的计算方法。本文从基于有限元法的船舶推进轴系校中计算软件（MSACS：Marine Shafting Alignment Calculation Soft）的流程图设计、软件实现方法入手，介绍TMSACS的开发思路和编程手段；并通过实船算例与COMPASS进行比较和分析，验证了计算结果的有效性。     

船舶轴系扭转振动有限元分析及求解

本文主要运用有限元法对船舶推进轴系扭转振动问题进行分析,进而建立数理模型,并在matlab7.0平台上进行计算求解,求得轴系扭转振动的计算结果。     

动态刚度阵法在船体总振动计算中的应用

采用动态刚度阵法计算船体总振动的固有频率.该方法不但能简化计算模型,而且能获得较高精度的高阶固有频率.首先通过直接求解等直Timoshenko梁单元的运动微分方程,导出考虑剪切变形和转动惯量影响的平面梁单元动态刚度阵的解析表达形式;其次采用Wittrick-Williams算法结合二分法求解特征值;最后采用本方法计算299 500DWT超大型油船船体总振动的固有频率,并分别与一维梁有限元法和三维全船有限元法计算结果以及实测值进行比较,验证了方法的精确性和有效性.     

有限元法用于船舶轴系校中计算

针对某船舶动力系统试验用轴系,运用有限元法建立了轴系校中计算的力学模型,简述了轴系校中的计算方法及计算控制条件,详细介绍了轴承负荷影响系数、3种校中状态(直线校中冷态、合理校中热态、合理校中冷态)的轴线变形及轴承负荷、现场轴系校中(安装状态)的法兰开口及偏移值等计算结果,最后通过顶举法对轴承负荷进行实测检验,结果表明计算值与实测值吻合.说明采用有限元法进行轴系校中计算是非常有效的,是今后轴系校中计算的发展方向.     

MATLAB有限元方法在船舶推进轴系校中计算中的应用

船舶推进轴系安装是船舶建造中重要的一个环节，船舶轴系合理校中计算对保证轴系长期可靠运转极为重要。本文介绍了船舶轴系校中计算中常用的有限元法。依据该方法用MATLAB有限元的方法编制轴系校中计算程序，通过该程序可以计算出船舶在下水、满载或半载情况下，由于船体变形而导致轴系参数的变化。     

细观尺度下船舶轴系三维编织复合材料剩余强度预测

为揭示三维编织复合材料船舶轴系在疲劳加载后剩余强度演化规律,在细观尺度下,基于渐进损伤方法,引入三维编织复合材料各组分疲劳失效、静拉伸失效的判定条件,考虑三维编织复合材料在疲劳加载过程中纤维束结构变化,建立一种三维编织复合材料疲劳加载后剩余强度预测模型。开展了三维编织复合材料平板试验件拉-拉疲劳后的拉伸试验,得到了循环数分别为25%、50%、75%后的剩余强度试验数据。预测模型的计算结果表明：剩余强度的预测值与试验值误差小于10%,相应循环数下试验件实际测量尺寸与计算尺寸误差小于5%,预测结果具有较高精度,说明了预测模型的有效性。     

船舶推进轴系校中有限元法的改进及软件实现

详细论述了有限元的基本理论,根据实际情况,考虑船舶推进轴系校中计算中剪切变形的影响,对有限元法的刚度矩阵进行了改进.利用VB.NET开发了船舶推进轴系校中计算通用软件,通过与没有考虑剪切变形的国内外同类计算软件计算结果的比较以及实际中的应用,表明了这种改进是合理的且可以获得更准确的结果.所开发的计算软件,界面友好,功能完善,操作简单,满足轴系设计计算、校核计算的需要,进一步完善了船舶推进轴系校中计算模型,便于二次开发与深入研究.     

转子偏心凸极永磁电机电枢磁场解析研究

本文基于许-克变换针对转子偏心凸极永磁电机建立了磁场计算模型。首先计算方波磁势作用下电机的直、交轴电枢磁场;然后计算不规则磁势分布条件下的直、交轴电枢磁场;电枢磁场即为两者叠加。该方法适用于各种偏心情况下的电机磁场计算。将本模型计算的电枢磁场分布与有限元比较,结果吻合,证明其准确性和有效性。     

船体大变形对轴系校中的影响

在对轴系校中的影响因素研究中,国内外研究者大多将精力集中在轴承热位移、油膜刚度变化等方面,随着船舶的大型化,船体大变形已经成了影响轴系校中的主要因素之一。文章依据有限元方法的基本原理推导了适合轴系校中的计算公式,并利用Visual Basic编写了对应的计算软件,结合船体变形数据,分析了船体变形对轴系校中的影响程度,为船舶轴系校中计算及检验提供了参考。     

利用直接边界元法求解兴波问题

本文描述了利用直接边界元法求解定常兴波问题的理论和数值方法，本方法利用线性化自由面条件，辐射条件基于Dawson的四点差分格式进行处理。本文给出了Wigley船的兴波阻力和波高的数值结果，并与Dawson方法和试验结果进行了比较，结果显示本文的结果合理可靠。     

Numerical simulation of the solitary wave interacting with an elastic structure using MPS-FEM coupled method

Fluid-Structure Interaction (FSI) caused by fluid impacting onto a flexible structure commonly occurs in naval architecture and ocean engineering. Research on the problem of wave-structure interaction is important to ensure the safety of offshore structures. This paper presents the Moving Particle Semi-implicit and Finite Element Coupled Method (MPS-FEM) to simulate FSI problems. The Moving Particle Semi-implicit (MPS) method is used to calculate the fluid domain, while the Finite Element Method (FEM) is used to address the structure domain. The scheme for the coupling of MPS and FEM is introduced first. Then, numerical validation and convergent study are performed to verify the accuracy of the solver for solitary wave generation and FSI problems. The interaction between the solitary wave and an elastic structure is investigated by using the MPS-FEM coupled method.     

规则波中半潜式平台水动力的时域数值模拟

能在时域内准确求解三维波物相互作用问题的水动力对不规则波问题中的时域数值模拟具有很大的吸引力,为了研究应用时域理论对三维波物相互作用问题,采用基于Rankine源的边界元法计算每一时刻的流场,在自由面上采用积分格式的自由面条件(Integral-Form of Free-surface Boundary Condition,IFBC);在远方控制面上采用多次透射边界条件(Multi-Transmitting Formula,MTF).文中讨论了基本参数对浮体受力的影响,同时对截断圆柱和半潜式平台的水波绕射问题进行了时域模拟,并将数值结果与频域结果进行了比较.结果表明,采用文中方法得到的数值结果准确、稳定和高效.     

集装箱船扭转强度和加强方式研究

介绍约束扭转计算原理,分析集装箱船的结构和受力特点,利用MSC/Nastran软件探讨了集装箱船的扭转强度计算方法。在现有结构形式的基础上,提出几种可能提高结构扭转强度的结构加强方案,通过有限元分析比较各方案对于增加同样重量的钢料船体结构中翘曲应力变化情况,比对抗扭效果,研究在考虑成本基础上提高集装箱船抗扭强度的加强方案优先顺序,结果显示对于支线型集装箱船增加舱口围厚度可更有效提高其抗扭强度。     

采用有限元和边界元方法分析弹性加肋圆柱壳的声学相似性

本文采用有限元和边界元方法,分析水下运动体的典型结构──有限长弹性加肋圆柱壳的振动、耦合振动和声辐射的相似性,给出这种结构的声学相似条件和相似关系。     

基于遗传算法的舰船舱段可靠性优化设计

遗传算法在引入动态自适应策略和"免疫算子"之后,其收敛效率有了较大的提高。对于以可靠性作为约束的随机结构系统优化问题,以罚函数法为基础,构造了有效的约束与目标函数向适应值函数的映射公式。建立合理的安全余量,采用随机有限元法处理结构分析中所涉及的有关参量的随机性,计算结构响应和敏度分析,并进行系统的可靠性计算。通过两种算法的结合,利用自适应免疫遗传算法、随机有限元法及可靠性的基本理论,建立了一套完整的基于遗传算法与随机有限元的结构系统可靠性优化设计方法。对舰船舱段结构梁系截面的优化计算结果表明,算法对多随机因素结构系统的可靠性优化具有良好的收敛效果。     

固有变形计算方法及其在船舶焊接结构变形中的应用

采用基于固有应变法的弹性有限元分析预测大型复杂结构的焊接变形的前提是必须已知焊缝附近的固有变形。结构的焊接残余应力与焊接变形取决于其接头的固有变形大小及分布,因此开发精确计算接头固有变形的方法,并依此建立一个完善的固有变形数据库对于大型复杂结构焊接变形的预测有重要意义。文中提出了几种计算固有变形的方法包括公式法、热弹塑性有限元法、实测法,并分别采用这几种方法对典型T型接头的横向固有收缩与纵向固有收缩进行计算,三种方法得到的结果比较一致。在此基础上,进一步以典型船体结构为研究对象,采用依照这三种方法建立的固有变形数据库对其焊接变形进行预测,并与实测数据进行比较,验证了该数据库的有效性。