挠性接管安装工艺对系统振动传递影响试验研究

为了解挠性接管安装工艺状态对机械隔振系统振动传递特性的影响,选取某型船舶上典型的管路系统及挠性接管为研究对象,采用二分法进行了挠性接管不同安装工艺偏差对系统振动传递特性影响的试验研究。结果表明,在一定安装工艺偏差范围内,船体结构振级、马脚下部振级、挠性接管远设备端振级变化不大,在安装过程中应控制挠性接管工艺参数在规定偏差范围内。     

弯管中流体在简谐摇摆条件下的附加力模型分析

为了给浮动式核动力平台给水泵或凝水泵在海洋条件下的稳定运行提供计算依据，对弯管中流体在简谐海洋条件下所受附加力的模型进行了理论推导，根据模型推导结果对凝水泵入口管道中的一段弯管进行计算，并与直管中流体的附加力模型计算结果进行了对比。研究表明，直管与弯管模型计算的附加压降的差异幅度很小，差值随时间为周期性变化；摇摆周期越大，摇摆角度越小，弯管与直管的附加压降差别越小；在一般的工程计算中可将弯管近似为直管，从而简化计算。     

Comparison of computational and analytical methods for evaluation of failure pressure of subsea pipelines containing internal and external corrosions

In the designing stage of subsea pipelines, the design parameters, such as pipe materials, thickness and diameters, are carefully determined to guarantee flow assurance and structural safety. However, once corrosion occurs in pipelines, the operating pressure should be decreased to prevent the failure of pipelines. Otherwise, an abrupt burst can occur in the corroded region of the pipeline, and it leads to serious disasters in the environment and financial loss. Accordingly, the relationship between the corrosion amount and failure pressure of the pipeline, i.e., the maximum operating pressure, should be investigated, and then, the assessment guideline considering the failure pressure should be identified. There are several explicit type codes that regulate the structural safety for corroded subsea pipelines, such as ASME B31G, DNV RF 101, ABS Building and Classing Subsea Pipeline Systems, and API 579. These rules are well defined; however, there are some limitations associated with describing precise failure pressure. Briefly, all of the existing rules cannot consider the material nonlinearity, such as elastoplasticity effect of the pipeline, as well as the actual three-dimensional corrosion shape. Therefore, the primary aim of this study is to suggest a modified formula parameter considering the above-mentioned pipeline and corrosion characteristics. As a result, the material nonlinearity as well as the corrosion configuration, i.e., axial/circumferential corrosion length, width and depth, is reflected in a set of finite element models and a series of finite element analysis considering the operation conditions are followed. Based on the comparative study between the simulation and analytical results, which can be obtained from the classification society rules, the modified formulae for failure pressure calculation are proposed.     

基于四端参数法的管路支架隔振性能研究

管路支架是管道与船体之间振动能量交互传递的通道,从隔振的角度可以把它看成是一种特殊的隔振器。利用四端参数法建立管路支架隔振系统的振动传递力学模型,推导管路支架的力和位移的传递率。在此基础上,分析管路支架的刚度、阻尼、管道弹性以及基础弹性等因素对力传递率和位移传递率的影响,并通过仿真计算验证了理论求解的相关结论。分析结果表明,管路支架的刚度是影响其隔振性能的主要因素,同时管道和基础的弹性也会产生一定的影响。     

挠性接管对管壁弯曲振动的隔离性能分析

采用分析软件ANSYS就理想情况下袖套式挠性接管在不同的边界条件和布置情况下，对管路中沿管壁传播的弯曲振动的隔离性能分析表明，挠性接管在大部分频段上能有效的隔离弯曲振动，但也有可能使振动放大，这与其边界条件和布置情况密切相关，由此对挠性接管的布置安装提出建议.     

管壁不连续对管路中传播的弯曲波的隔离

采用梁弯曲振动的运动方程来求解管壁中传播的弯曲波,然后用传递矩阵的方法得出了弯曲波在通过管壁不连续段后的透射系数矩阵。利用边界条件,分析了管壁材料不连续段及其在管路中的布置情况对弯曲波透射系数的影响,并得出了如下结论:作为管路不连续段的铜管、铝管和挠性胶管都可以对管路中传播的弯曲波起到隔离作用,但它们也都有可能使振动放大。这与频率、边界条件和管路不连续段的布置密切相关;对极低频弯曲波的隔离是十分困难的,甚至是不可能的;管路不连续段的布置情况、管路边界条件(即支撑情况)和频率应当是管路隔振设计中需要特别注意的因素;挠性胶管在可以起隔离作用的条件下能够取得比铜管和铝管更低的透射系数和更大的位移补偿。     

泥浆泵舱顶部甲板减振研究

以某平台泥浆泵舱顶部甲板为研究对象，利用数值计算和振动测试结合的方法对其减振方案进行研究。设置两种泥浆泵运行工况，利用振动分析仪测量甲板上表面8个高振动测点的振动速度。利用有限元方法建立顶部甲板模型，通过模态分析和谐响应分析得到顶部甲板的前五阶固有频率和各测点振动速度-转速曲线。振动响应数值计算结果和测试结果吻合，验证数值模型可靠性。分析发现顶部甲板固有频率远离激励频率，结构振动属于强迫振动，主要由泥浆泵输出管系的管托固定在刚度较弱的顶部甲板纵骨引起。甲板振动速度不符合规范要求，因此提出两种增加刚度的减振措施。通过谐响应分析重新计算测点的振动速度响应，结果满足规范要求。研究结果为船体局部结构设计和减振设计提供参考。     

管子智能生产线工艺布置设计

为了满足多元化船舶产品生产需要,设计一种具有高柔性、高效率的综合管子智能生产线的工艺布置。它在硬件上符合DN 40~DN 400管径碳钢管加工工艺流程要求,在软件上与公司现有的ERP系统对接,并自带MES系统,实现全自动区及半自动区的信息及物流顺畅贯通。所设计的工艺布置兼顾智能、高效、柔性生产特点,工艺适应范围广,产能可扩展,管子智能生产线规划方案理念及配置先进,符合智能化发展方向。     

无粘结柔性管抗拉伸层结构分析

柔性管抗拉伸层是复杂的空间螺旋线结构,其结构响应分析对柔性管疲劳分析、强度分析和屈曲分析有重要作用。文章基于曲梁理论,应用斜驶螺旋线假设和测地线假设两种空间曲线公式,以空间细长杆理论及胡克定律本构方程为基础,采用格林应变张量与第二Kirchoff应力张量度量,对深海无粘结柔性管抗拉伸层螺旋形钢缆结构平衡方程进行了推导,编写了分析程序。利用该程序,分析了抗拉伸层钢缆在轴对称载荷下和弯矩作用下的曲率变化和结构响应;同时利用三维直梁有限元模型与曲梁有限元模型建立数值模型,将程序结果与数值模拟模型结果进行了对比,证明了结果可行性。该结果可为柔性管抗拉伸层结构设计提供快速的预估计方法。     

管路敷设橡胶层对圆柱壳结构振动与声辐射的影响

以内部设有管路的圆柱壳结构为研究对象,采用结构有限元耦合流体边界元算法,针对管路内、外敷设不同厚度橡胶层时,圆柱壳结构水下振动与声学特性进行数值计算,从圆柱壳结构振动位移和辐射噪声2个方面探讨管路内、外敷设橡胶层对圆柱壳结构水下振动与声辐射的影响.这对水下结构物的声学结构优化具有重要意义.结果表明:对于本算例,管路内、外敷设橡胶层对降低圆柱壳结构水下振动与辐射噪声具有良好效果,并且管路敷设橡胶层越厚,减振降噪效果越好.     

流固耦合作用下的注水管路流激振动噪声数值模拟

大压差工况下,船舶内部液舱自流注水时管路振动噪声问题突出。采用有限体积法离散大涡模拟的流体控制方程,计算分析典型工况下注水系统管内流场。考虑管内液体对管道结构振动的影响,计算注水管路的“湿模态”。以管路壁面流体压力脉动作为激励源,基于有限元法对流固耦合作用下管道结构的振动和流激振动辐射噪声进行数值模拟。对阀门上下游不同监测点的流激振动噪声频谱进行分析,探究管路流激振动噪声产生、传播和衰减规律。分析结果表明:注水系统管道结构流激振动噪声沿管道传播基本无衰减;流激振动噪声频带较宽,主频率为80 Hz;管道结构的流激振动噪声整体幅值较大,需要采取增加弹性管卡等措施进行治理。     

基于数字孪生的船舶管件加工生产线柔性管控系统

针对现有船舶管件加工在生产管理、调试和生产线柔性管控等方面的不足，利用数字孪生技术，进行船舶管件加工生产线虚拟模型构建、虚实生产线同步行为设计、虚实生产线交互接口设计、信息分析和生产线柔性管控等方面研究，设计开发基于数字孪生的船舶管件加工数字化生产线柔性管控系统，实现船舶管件加工生产线自动生产和远程管控等。该系统可为其他离散型制造生产线建设和管控系统设计提供借鉴。     

壁厚所致几何不连续性对卷管法安装管道的影响

对于深水管道,止屈器起到了很好的防止屈曲传播的作用,但是在卷管法安装中,管道在上卷和退卷的过程中将产生塑性变形,而由于止屈器导致的管道壁厚几何不连续性将使局部管段的变形增大,可能加剧塑性变形的影响。针对这个问题,建立ABAQUS非线性有限元模型模拟管道安装过程,研究上述问题对卷管铺管中管道性能的影响并作参数敏感性分析。结果表明,壁厚所致几何不连续性的存在导致卷管安装时管道局部曲率及应变明显增大;回拉力、管径与卷筒直径之比及管道壁厚等参数也将产生影响。另外,增加回拉力可降低上述不连续性的影响,但管道残余椭圆度也将增加;增大卷筒半径（或减小管道直径）将使不连续性的影响降低;增大管道壁厚可降低不连续性影响,但随之建造成本也将增加。本文研究结论可为卷管法安装中管道设计提供理论指导。     

修船承接海工船分段结构管焊接的质量控制

文章主要阐述了大长径比低碳高强度结构钢管件的焊接质量控制,在施工过程中采用了先进仪器及传统测量技术相结合的测量方法,且每一道工序配合相应的图片,对以后相同类型的管件焊接具有直观的现实参考价值,形成了完备的生产施工工艺及质量管控流程。     

Axisymmetric structural behaviours of composite tensile armoured flexible pipes

To address the weight and corrosion challenge in deep-water, replacing the steel tensile armour in flexible pipes with composite materials is an alternative conceptual approach. An axisymmetric structural responses model is built for this novel composite armoured flexible pipe, with interlayer gaps that may occur in the unbonded structure considered through an iterative algorithm. The tensile strength of steel and composite armoured pipes are predicted based on different constitutive relations of steel and composite. Essential quantities are obtained, such as tensile stiffness, deformations of each layer and interlayer gaps or contact pressures. Considering the helix form of carcass and pressure armour, a finite element model is established for the verification of the theoretical model. Case study shows that the tensile stiffness of flexible pipe is overestimated with the interlayer gap ignored. Compared with steel armoured flexible pipe, the composite armoured pipe, whose tensile stiffness decreases less as external pressure increases, meanwhile has higher values of tensile ultimate strength and torsion stiffness. Some suggestions about fiber types and volume fraction for composite tensile strips are given to ensure good performance of axial tensile strength and stiffness.     

二冲程电控柴油机的振动测试与分析

采用不同的振动传感器安装方式对一台船用二冲程电控柴油机的缸盖表面、高压油管侧面、高压油泵顶部、机身侧面和增压器端面的加速度振动信号进行了测试和分析,揭示了二冲程柴油机表面不同的振动特征,也解释了ME型电控柴油机缸内示功图的双峰现象,为船用二冲程电控柴油机的振动诊断研究和应用奠定了基础。     

基于中美欧标准的HDPE消防管道压力试验对比

坦桑尼亚某水工项目堆场采用HDPE作为消防管道。HDPE为低模量黏弹性材料管道,加压时HDPE材料会发生自限性蠕变膨胀。由于聚乙烯分子链在高应力下伸展,管内填充水的压力会在试验测试时间内略微下降,这并不意味着管道泄漏,而是蠕变塑性管道的正常行为。与刚性管道相比,HDPE压力试验的测试方法会有不同。以中国规范GB 50268—2008、欧洲规范BS EN 805:2000和美国规范ASTM F2164-18为基础,对比分析HDPE管道的消防压力试验,为后续相关项目提供经验参考。     

基于流固耦合的线性充液卡箍管路振动研究

充液管路液压系统广泛应用于舰船、车床、制冷等大型运输系统上,由于管子的振动效果是充液流动情况所致,对其研究需要借助于流固耦合理论。本文针对线性充液管路,在有限元理论的基础上建立振动的流固耦合模型,研究对称布局限制下的管路振动模态及 Von Misses 应力分布情况,重点分析充液管路长度对压力波动的影响。结果表明：卡箍设置处能够明显减弱振幅,越远离卡箍设置处振动效果越明显,共振情况随着振动频率的增加明显得到加强;应力最大点只要布局在管子内部。压力变化是液压作用的宏观表现,波动的曲线反应出充液过程是一个复杂的作用过程,尽量选择布置长度较短的充液管路。     

多相流试验台管道上弯管内流场分析

利用ANSYS软件中FLOTRAN CFD对多相流的弯管处流体流场进行建模、划分网格、加载,分析得出流体流经弯管处的压力分布图和速度矢量分布图。探寻流体在流经弯管时速度和压力的变化,找出造成压力损失的主要原因,并找到管道内易损坏的部位,为多相流系统的设计提供合理的依据。     

非粘合柔性管破段强度解析分析（英文）

This paper presents an analytical scheme for predicting the collapse strength of a flexible pipe, which considers the structural interaction between relevant layers. The analytical results were compared with a FEA model and a number of test data, and showed reasonably good agreement. The theoretical analysis showed that the pressure armor layer enhanced the strength of the carcass against buckling, though the barrier weakened this effect. The collapse strength of pipe was influenced by many factors such as the inner radius of the pipe, the thickness of the layers and the mechanical properties of the materials. For example, an increase in the thickness of the barrier will increase contact pressure and in turn reduce the critical pressure.