多用途船绞车、锚机基座及支撑船体结构强度计算分析

建立17 600 DWT多用途船艏部绞车、锚机基座及支撑基座船体结构局部有限元模型,依据CCS规范对基座及支撑基座的船体结构进行直接计算及分析,结果表明,在甲板上浪、锚机基座承受45%锚链破断力及挚链器受80%破断力三种工况下基座及支撑结构强度均满足规范要求,但基座肘板与甲板连接处、锚链筒与甲板连接处及基座腹板下方的船体舱壁处应力较大,分析不同肘板自由边过渡形式对连接处应力的影响,提出合理的肘板自由边过渡形式。     

海底门声学计算及水下多孔介质材料降噪

分别建立船舶海底门的声场模型和声-固耦合模型,对海底门的声传递损失、结构湿模态进行计算,获取海底门降噪设计需避开的共振频率。建立海底门的流体模型,采用URANS和FW-H对流场及水动力噪声进行数值计算,云图显示格栅背面出现了显著的流动分离及压力脉动,且压力峰值条带沿着格栅对角线方向分布,频谱曲线显示海底门水动力噪声以低频为主。数值计算表明,当仅将海底门钢制格栅替换成水下多孔介质材料时降噪3.4 dB。共振频率计算及水下多孔介质材料应用为海底门声学设计提供了思路。     

水下结构物长基座拓扑与尺寸优化设计

[目的]基座结构的阻抗值及不同加载点间的阻抗均匀性会影响水下结构物辐射噪声。[方法]以一典型水下结构物长基座结构为研究对象,将基座腹板单元密度作为设计变量,提出以提高基座阻抗均匀性为目标的拓扑优化数学模型,并根据优化结果提出有效的腹板开孔形式。在此基础上,以基座各板厚作为设计变量,同时将基座的阻抗值及阻抗均匀性作为目标,建立基于宽容排序法的多目标尺寸优化数学模型,获得基座面板、腹板和肘板板厚优化方案。[结果]拓扑结果表明,基座腹板上并不以相同的模式开孔,且腹板开孔中心与其几何中心不同。尺寸优化结果表明,改变基座面板、腹板以及肘板板厚的搭配,可使案例阻抗离散度最大值减小9.37%,同时基座重量降低33.31%,且加载点阻抗最小值基本不变。[结论]为了提高不同加载点间的阻抗均匀性,不宜在基座腹板上以相同的模式开孔;为了兼顾阻抗均匀性和阻抗值,基座各构件不同区域板厚可不相同。研究结果可为水下结构物基座优化设计提供参考。     

海底管道高强法兰与厚壁管焊接技术

JZ9-3沉箱工程中,海底管线立管与平管通过法兰连接.本文介绍了高强度法兰与穿舱壁管的焊接技术,通过五年多实际应用证明,所确定的焊接接头满足性能要求,为今后类似工作提供参考.     

陆丰7-2海底管道铺设敏感性分析

海底管道铺设过程的敏感性分析是海底管道安装设计的重要内容,通过海底管道铺设敏感性分析可以明确铺管作业的操作参数,为海上铺管作业提供支持,并有效识别铺管过程的潜在风险。采用铺管软件OFFPIPE建立海底管道铺设模型,对陆丰7-2海底管道铺设张力、水深和托管架角度等参数敏感性进行了分析,明确了蓝疆号铺管船的铺管作业参数,为安全可靠地铺设海底管道提供了技术支持。     

舰船海底门过滤器杂物自动清除技术研究

由于近海海水中杂物增多,停靠和航行在港口和近海航道上的舰船容易吸入杂物,从而造成海底门过滤器堵塞,影响海水正常供给,进而影响舰船装备的使用。传统的海底门过滤器结构简单,不具备自动清除杂物的功能,只能靠人工清除。本文提出了一种新型海底门过滤器的技术方案,研制了由旋转式离心过滤器、杂物回流排出机构和智能控制器等组成的海底门杂物自动清除装置,实现了杂物自动清除和海水过滤的目的,为解决海底门过滤器堵塞问题提供了一种新的技术手段。     

浅析船舶推进装置减速齿轮箱“凳式”基座的结构强度

船舶推进装置减速齿轮箱“凳式”基座结构型式是贵港航区民营造船企业在造船实践中普遍采用的一种齿轮箱基座结构型式，它可在尾轴安装完毕后，根据．齿轮箱输出轴线垂向位置，在主机、齿轮箱基座纵桁上装焊凳式结构的腹板、止推肘板和面板，将齿轮箱装上后作轴线校中。这种安装工艺可灵活调整轴线的尾倾角度，不必受基座纵桁高度位置的影响，施工较方便，故在贵港航区得到了广泛的应用，但其结构型式是否合理以及强度是否满足要求，尚须加以论证。     

船舶舵机基座轻量化设计

[目的]研究将结构优化设计方法运用于船舶基座轻量化设计的流程及其效果。[方法]选用船舶常用舵机基座为研究对象,利用结构优化软件Hyperworks建立模型并进行优化设计。分析板厚对应力的灵敏度,通过将整体式基座改为柱状式基座并辅以尺寸优化以及拓扑优化手段,获取更为合理的基座形状、板厚分布以及减轻孔位置,从而最终获得最大的轻量化效果。[结果]结果表明:将整体式基座改为柱状式基座,能使该型基座减重12.61%;进一步进行尺寸优化后,该型基座取得了36.6%的减重效果;进行更进一步的拓扑优化后,该型基座更是取得了减重37.7%的显著效果。[结论]所提的轻量化设计流程和方法能为船舶辅助装置实际工程中的轻量化设计提供参考和思路。     

散货船锚机基座及支撑船体结构强度计算分析

建立某散货船绞车与锚机基座及支撑基座的船体局部结构有限元模型,依据规范对基座及船体结构进行直接计算并分析结果。计算结果表明,在甲板上浪、锚机基座承受45%锚链破断力及挚链器受80%破断力等3种工况下,基座及船体结构局部强度均满足规范要求,但基座肘板与甲板连接硬点处及基座腹板下方船体舱壁处应力较大,这些区域在设计时应注意。为此,采用多种方案对基座结构及船体甲板结构进行修改,分别得到各修改方案的基座和船体结构的应力及变形,提出此类基座设计的注意事项。     

加肋旋转壳结构噪声声辐射水弹性研究

本文将修正的Helmholtz边界积分方程和结构有限元相结合,建立一种求解结构声辐射及物面动响应(包括物面法向速度和压力分布)的矩阵分析方法。对奇异积分采用级数展开并直接求其近似值的解析法。整个算法编制了计算程序。数值结果与试验结果两者吻合良好。应用此程序计算分析了加肋旋转壳(内有基座等结构)在多点简谐激振力作用下,不同结构阻尼比以及在基座面板减振器下方有无肘板等情况下壳体表面动响应及远场声压,得到了一些工程上有实用价值的结果。     

多相流作用下水下刚性跨接管流致振动特性数值模拟方法研究

跨接管内一般为油、气、水混合的多相流动,目前多相流作用下的管道振动研究多为实验研究,运用计算结构力学CSD和计算流体力学CFD结合的流固耦合方法对多相流内流作用下的倒置U形跨接管流致振动问题进行研究,得到管道内的多相流分布和管道动力响应,可用于多相流内流作用下水下跨接管的设计及跨接管振动疲劳寿命分析。     

一种具有双重功能的海底挖沟机

水下管道维修前，需要对海床进行基础开挖使管道裸露出来，并在维修点周围形成一定范围的工作面，因此须要使用水下管道维修基础开挖的专用设备——海底挖沟机。在新管线敷设过程中，也需要先对海底实施挖掘开沟，然后进行管道埋设。介绍了一种海底挖沟机，特别是关于一种既能进行海底管道维修基础开挖，又能进行海底管道开沟埋设的具有双重功能的海底挖沟机。     

大型邮船房舱门窗开口结构的起浮过程变形监测

为排除大型邮船房舱门窗开口结构发生变形的可能性，需要开展变形监测。在大型邮船船体结构完工后的全船起浮过程中，运用高精度激光跟踪仪，对房舱门窗开口结构进行起浮过程变形监测。测量并收集起浮过程不同阶段的房舱门窗开口结构三维坐标数据，经分析对比，掌握房舱门窗开口结构起浮过程变形情况，为大型邮船的结构设计和建造的可靠性与安全性提供数据支撑。     

潜艇舱室空气处理技术研究进展

潜艇舱室内空气质量是影响潜艇续航的重要因素之一。舱室内污染物质来源多样,大气成分复杂,处理难度大,给相关技术发展带来挑战。针对其特殊性,综述了潜艇舱室内空气处理技术的研究进展,系统介绍了当前国内外不同形式的潜艇舱室空气处理工艺,重点阐述了不同工艺的原理、现状及优缺点,为探索潜艇舱室空气处理新途径、新技术提供参考和思路。     

基于遗传算法的肘板结构型式优化

介绍了潜艇平面舱壁上主构架与耐压体连接处的一种新型肘板结构型式，通过ANSYS软件对其应力状况进行分析，利用改进的遗传算法对其结构优化设计，对遗传算法的改进包括设计适应度函数、自适应交叉率、自适应变异率，通过编程实现在遗传算法中调用ANSYS软件，获得计算适应度函数所需的参数。通过计算表明，此类型式肘板能够有效地降低应力集中程度。     

潜艇舱室内的火灾模拟及消防决策研究

目前研究火灾的模型由于不能很好地反映烟气的流动特性和温度场的分布,以及存在对非规则空间的局限性。采用GAMBIT对潜艇舱室非规则空间进行网格划分,运用N-S时均方程和双k-ε湍流模型对流场进行理论计算,结合燃烧化学反应为单步不可逆快速反应假设,对舱室内的火灾发展过程进行模拟。通过临界火灾发展和蔓延的临界时间制定消防决策。文章为潜艇的消防决策研究提供了一种实时可靠的研究方法。     

潜艇动力舱浮筏隔振参数对振动与声辐射的影响

降低动力机械引起的潜艇壳体振动以及水下声辐射一直是工程上的一个重要问题。本文利用ANSYS有限元软件，建立了潜艇动力舱的水下声振耦合模型。通过数值计算，分析了主动力浮筏隔振系统中的参数变化，如上下隔振器的刚度、筏体的质量比和刚度改变对动力舱内振动传递率以及水下辐射噪声的影响。本文建立的计算模型可进一步推广应用于因机械设备引起的整个潜艇水下耦合声振预报。     

用于预报离岸管线膨胀的简化技术（英文）

In this study, we propose a method for estimating the amount of expansion that occurs in subsea pipelines, which could be applied in the design of robust structures that transport oil and gas from offshore wells. We begin with a literature review and general discussion of existing estimation methods and terminologies with respect to subsea pipelines. Due to the effects of high pressure and high temperature, the production of fluid from offshore wells is typically caused by physical deformation of subsea structures, e.g., expansion and contraction during the transportation process. In severe cases, vertical and lateral buckling occurs,which causes a significant negative impact on structural safety, and which is related to on-bottom stability, free-span, structural collapse, and many other factors. In addition, these factors may affect the production rate with respect to flow assurance, wax, and hydration, to name a few. In this study, we developed a simple and efficient method for generating a reliable pipe expansion design in the early stage, which can lead to savings in both cost and computation time. As such, in this paper, we propose an applicable diagram, which we call the standard dimensionless ratio(SDR) versus virtual anchor length(LA) diagram, that utilizes an efficient procedure for estimating subsea pipeline expansion based on applied reliable scenarios. With this user guideline,offshore pipeline structural designers can reliably determine the amount of subsea pipeline expansion and the obtained results will also be useful for the installation, design, and maintenance of the subsea pipeline.     

基座结构形式对艇体振动特性的影响研究

合理设计船体基座连接结构使其能够有效阻断振动波的传递,这对双层圆柱壳结构减振降噪具有重要的工程应用价值。基于波动理论,探索了有限尺度的"L"形和""形连接结构的波动特性,分析了结构边界对振动波传递的影响规律。以某一双层圆柱壳动力舱段为例,通过数值试验对比分析了不同基座结构连接形式对双层圆柱壳振动特性的影响规律。在此基础上开展了大尺度模型的振动试验测试,为基座连接结构声学设计提供了依据。试验结果表明:""形基座连接结构具有高传递损失特性,基座连接形式改进后双壳动力舱段10-1000Hz频段振动加速度级平均降低约3dB。     

一种自锁式舱门的结构设计与分析

目前,舰载设备中的舱门普遍采用电机或机械挡块的结构形式实现舱门开关状态的控制,主要存在使用和维保成本高、结构占用空间大、解锁不便利等问题,在实际应用中存在诸多不便。为解决上述问题,本文设计开发了一种自锁式舱门,并对舱门的结构和工作原理进行设计和分析,同时采用理论计算的方式对主要零部件进行计算和校核。此外,采用Simulate进行仿真计算,对舱门的主要零部件进行强度和刚度仿真分析,验证了方案的可行性。