货船IC法防火绝缘设计探讨

在总结所设计货船的防火绝缘经验的基础上,介绍了规范要求的各级别防火分隔种类;指出了采用IC法对货船进行防火绝缘设计时需满足的规范要求;讨论了耐火分隔舱壁或甲板上有贯穿件及开口时,为保持耐火完整性而必须采取的保护方法;以及在防火绝缘设计过程中降低成本、优化设计的方法对船舶总体及内装设计人员有较高的参考价值。     

大型货船内装设计现状及发展趋势

对大型货船舱室分隔和舱室布置的依据和原则、防火分隔的划分、防火材料的现状和应用、风管和电缆穿过防火分隔的保护方法、减少噪声途径等方面进行了总结,特别是对舱室防火作了重点介绍。对照国外船舶内装设计方法和有关资料,可以看出国内船舶内装设计和国外还存在一定差距。希望不久的将来,在船舶舱室专业设计人员的共同努力下,使内装设计水平得到进一步提高。     

船舶肘板拓扑优化设计北大核心CSCD

目前,船舶构件之间主要由传统的三角形肘板连接,这种肘板易在构件与肘板的连接处造成应力集中。提出一种肘板拓扑优化的设计方法,采用子模型技术对船舶肘板节点结构进行应力分布精细化分析,以肘板材料的分布作为设计变量,考虑肘板连接的桁材应力约束,极小化肘板与桁材连接部位的应力,对船舶典型节点肘板结构进行拓扑优化。在对肘板拓扑优化结果进行适当的工程化处理后,提出一种新的肘板结构型式。计算结果表明,相对于传统的三角形肘板,新型肘板结构有效降低了节点应力集中,可为此类结构的强度分析与优化设计提供有益的参考。     

船舶甲板结构稳定性试验及改进设计

为研究具有大开口甲板板架结构的稳定性问题,本文设计了含大开口结构的甲板板架模型,开展了其轴向受压稳定性实验,并采用非线性有限元软件Abaqus对该模型的屈曲破坏过程进行数值仿真计算,试验结果与数值仿真结果吻合较好。在此基础上,根据甲板结构屈曲失效的诱因,设计5种改进设计方案,并使用经试验验证的有限元仿真计算方法对各种改进方案进行分析,选出最佳方案。本文工作为船舶甲板结构稳定性设计提供了一定的参考依据。     

船舶肘板拓扑优化设计

目前,船舶构件之间主要由传统的三角形肘板连接,这种肘板易在构件与肘板的连接处造成应力集中。提出一种肘板拓扑优化的设计方法,采用子模型技术对船舶肘板节点结构进行应力分布精细化分析,以肘板材料的分布作为设计变量,考虑肘板连接的桁材应力约束,极小化肘板与桁材连接部位的应力,对船舶典型节点肘板结构进行拓扑优化。在对肘板拓扑优化结果进行适当的工程化处理后,提出一种新的肘板结构型式。计算结果表明,相对于传统的三角形肘板,新型肘板结构有效降低了节点应力集中,可为此类结构的强度分析与优化设计提供有益的参考。     

论船舶内装设计创新与优化

根据当前船舶内装设计需要达到的居住效果,本文以船舶内装设计的基本原则为切入点,讨论和探索整个船舶内装设计的创新和优化方法,以求改进和完善船舶内装设计的设计理念和设计思路,提升船舶内装设计的整体效果。     

组合压载下金属折叠式夹层板的后屈曲极限强度分析

金属夹层板以优异的力学性能已应用于实船。本文根据与加筋板重量相当原则,设计一种金属折叠式夹层板结构,考虑其应用于舰船甲板的受力特性,采用非线性有限元方法,研究夹层板结构在不同组合载荷作用下的非线性后屈曲极限强度。首先通过与经验公式及相关结果对比验证了本文数值仿真方法和技术的可行性和准确性;然后建立双向面内受压和垂向载荷作用下的金属折叠式夹层板结构数值模型,基于屈曲特征值确定屈曲极限强度分析的初始缺陷;考虑结构初始缺陷,计算得到夹层板结构的后屈曲极限强度;对金属折叠式夹层板在不同组合载荷作用下的横向、纵向后屈曲极限承载能力进行计算分析;并与传统加筋结构对比,结果显示本文设计的金属折叠式夹层板结构具有更优异的稳定性和极限承载力,结果对金属夹层板的应用与强度设计提供参考。     

夹层板改善单舷侧散货船耐撞性能的数值模拟分析

船舶碰撞事故中船艏对船中垂直碰撞是最为危险的情形,为提高船舶的防撞性,在单层壳舷侧填充夹层(蜂窝式夹层板、圆管式夹层板、折叠式夹层板等)以提高舷侧结构的能量吸收能力。利用有限元仿真软件MSC/Dytran对改进的夹层板舷侧结构及常规舷侧结构在横向冲击载荷作用下的变形损伤、能量吸收及极限撞击速度进行对比分析。数值仿真结果表明,改进的夹层板结构显著提高了舷侧结构的耐撞能力,是一种先进的船舶防护结构形式,且圆管式夹层板结构最理想,上蒙皮为其主要吸能构件。     

采用U型夹层板的船舶上层建筑设计及抗爆性能分析

由于结构抗爆性能的要求越来越高,传统的加筋板结构不能使船舶结构性能得到明显的提高,因此以典型船舶上层建筑为分析对象,针对上层建筑前端壁结构开展轻量化设计,利用U型夹层板代替普通加筋板,同时开展有限元数值仿真分析,讨论U型夹层板的抗爆性能。结果表明,爆炸载荷作用下,由U型夹层板构成的上层建筑前端壁结构在延伸区域的变形相对较小,主要变形位置由板架中部转移到板架顶部,吸能情况也得到改善。U型夹层板结构提高了舱室内部人员与设备的安全性,表现出优良的抗爆性能,将其应用于船舶上层建筑,对降低船舶重心、提高结构性能具有重要意义。     

美国海军舰船的耐火分隔技术发展

介绍美国海军舰船的耐火分隔,对其中要求最高的N级耐火分隔作了较全面的介绍,包括N级耐火分隔的定义、试验方法、技术要求等.列举和说明了N级耐火分隔所应用的绝热材料,以及钢质舱壁、铝质舱壁和复合材料舱壁作为N级耐火分隔时的绝热层工艺和结构形式,以此为我国海军舰船的研究者、设计者和建造者提供参考.     

复合抗弹结构设计及隔热性能验证

超高分子量聚乙烯纤维增强塑料(UFRP)层合板具有良好的抗侵彻性能,但受温度影响明显,其热损伤的临界温度仅为147℃.为了避免火灾产生的高温使UFRP层合板失去抗弹性能,设计了以船用钢为前/后面板,SiO2气凝胶毡为隔热层,UFRP层合板为抗弹层的复合抗弹结构.在A60耐火等级标准条件下,对复合抗弹结构的有限元模型进行瞬态热分析,探索了复合抗弹结构内部的温度分布与SiO2气凝胶毡隔温层厚度的关系.根据有限元仿真结果,近一步对SiO2气凝胶毡隔热层厚度为20 mm的复合抗弹结构单元开展耐火试验.结果表明:SiO2气凝胶毡具有良好的隔热性能,在A60耐火等级标准条件下,保持复合抗弹结构中UFRP层合板抗弹性能完好所需的SiO2气凝胶毡隔热层厚度至少为20 mm.     

一种基于小孔径基阵的高精度水下目标被动定位方法

研究小孔径基阵条件下的高精度水下目标被动定位是一个具有实用价值的问题。提出一种基于矢量水听器和小孔径标量圆形阵的高精度水下目标被动定位方法。将矢量水听器置于标量圆形阵的圆心处,综合利用标量阵常规波束形成的稳健性和矢量水听器的测向原理,可大幅提高目标的测向精度。并利用多个基阵进行空间方位交汇可对目标进行测距。当存在多个目标时,通过基阵两两组合进行“举手表决”剔除伪解的方法,还可分辨多个目标。仿真结果表明,在4个基阵围成的边长5 km的正方形探测区域内,3个目标测向精度均在1°以内,相对测距误差低于5%,验证了该方法的有效性。     

船舶分油机控制系统的仿真设计与实现

针对国际海事组织对船员培训提出的要求,提出以Alfa Laval S系列分油机的EPC-50控制系统为母型的分油机控制系统的仿真设计,采用实物仿真与计算机仿真相结合的方式,设计以单片机为主控元件的仿真控制箱,结合MIMIC屏构成控制系统的实物仿真部分,采用Visual C#编程语言实现仿真软件界面的开发,实验结果表明该仿真设计完全能够实现学员培训和教学实验的功能.     

对转螺旋桨升力面设计方法

本文针对对转螺旋桨这类组合式推进器的设计问题,采用了升力面设计方法进行设计,在设计过程中通过前后桨的相互迭代求出彼此间的诱导速度,以此来考虑它们之间的相互作用,并采用此方法作了一对对转螺旋桨的设计,同时应用面元法进行了水动力预报。     

潮流数值模拟中透空式防波堤处理方法研究

透空式防波堤利用上部结构的挡浪板实现挡浪消波,为港区提供良好的泊稳条件,桩基和挡浪板部分入水会改变建筑物局部水域的水动力特性。在有透空式防波堤的海域进行二维潮流数值模拟时,分别利用了等流量法和等效阻力法对挡浪板进行概化,将挡浪板对水流的阻碍作用等效为通过改变地形和当量糙率来模拟对水流的影响;研究分析了透空式防波堤概化处理后,挡浪板对周围水域的水动力特性的影响。结果表明两种方法均能模拟出挡浪板的阻水效果,其中等效阻力法物理概念清晰,模拟结果更符合实际规律。     

基于LabVIEW电液压力伺服阀测试台设计与实现

采用目前工业上应用广泛的虚拟仪器（LabVIEW）技术,将虚拟仪器应用到电液压力伺服检测系统中,输入信号由计算机的虚拟数字信号源产生,输出信号通过虚拟仪器的软件面板显示,由计算机数据采集卡（DAQ）对各项检验参数。本系统能够实现电液压力伺服系统的自动测试,并采用自定义的人机界面,界面友好操作方便。     

基于虚拟现实的导航试验系统

为了加快惯性导航系统的开发,设计了一种基于虚拟现实的惯导试验系统,用于捷联惯性导航系统设计及测试。详细介绍了系统的结构及功能组成,探讨了系统的虚拟现实建模方法和视景生成过程。并为系统建立了基于真实地形信息的三维地形,利用虚拟现实工具软件Vega完成了系统的视景仿真。结果表明该系统能使研究人员直观地考察导航过程、船体姿态,且画面逼真、流畅,为舰载捷联惯性导航系统的快速开发及算法的研究提供了有力的工具。     

典型加筋板拉伸疲劳试验方法

加筋板是船体结构的主要组成部分,针对船用加筋板试件在疲劳试验过程中连接段先于考核段破坏的技术问题,文章开展了加筋板拉伸疲劳试验技术研究,提出了加筋板拉伸疲劳试件设计方法。在此基础上,依据疲劳累积损伤理论,结合声发射动态裂纹检测技术,建立了基于声发射技术的疲劳累积损伤试验方法。通过加筋板拉伸疲劳试验验证了该方法的可行性和适用性,实现了疲劳试验的考核目标,可为以后类似结构疲劳试验提供方法参考。     

适用不同入泥深度的海上吊装运输船桩腿设计与分析

为适应不同入泥深度的要求,对最大排水量为8000t、最大工作水深为15m的海上风电吊装运输专用船桩腿进行了设计研究。采用加长桩腿的方法,适用不同的入泥深度;在风载、海流载荷和波浪载荷计算的基础上,综合应用结构单元和多点运动耦合单元建立桩腿的柔体有限元分析模型,并分别对加长前后的桩腿进行了典型工况下力学性能对比分析;通过增加焊板厚度的方法,改善结构中的薄弱环节。分析结果表明,通过加长桩腿并进行结构改进,方法有效,能满足不同入泥深度及使用的要求。     

嵌入式船舶主推进控制系统设计

针对某型船调距桨形式的主推进系统,设计了一种基于CAN总线和以太网双级网络的嵌入式船舶主推进控制系统,既满足了现场数据传输实时性的要求,又满足上层监测数据的大容量传输、易于组网的需求。开发了UPS电源模块和基于ARM11的嵌入式主推进控制面板,设计了基于Linux+Qt的图形化的船舶主推进控制系统控制软件,给出了具体的软硬件实现方法。开发了PC机模拟软件,方便了调试与试验。采用嵌入式技术,各模块相互独立,容易实现模块化、网络化,具有成本低、使用灵活、界面美观等优点。