单壳双底货船舱段结构瞬态温度场和热应力

某些货船直接装载高温货物，在运载过程中货物温度逐渐降低。此类货物和船体构件温度分布可认为是瞬态温度场。本文研究了单壳双底货船舱段结构瞬态温度场和热应力。首先分别建立了适用于温度场和热应力分析的舱段计算模型，其次运用通用非线性有限元程序ABAQUS对其进行了温度场和热应力的数值分析，得到了单壳双底货船舱段结构瞬态温度场和热应力的分布规律。另外，运用简化解析方法对货舱段瞬态温度场进行了分析，并与有限元数值计算结果做了比较。结果表明，基于简化的解析分析可用于设计初期结构温度场的评估。     

双壳化学品船温度场及其热应力分析

以3800DWT化学品船为研究对象,基于ANSYS有限元软件,研究了该船的船体结构稳态温度场及其热应力.在文中,首先建立了化学品船舱段结构温度场及热应力分析的三维有限元分析模型,计算了满载工况下液货舱的温度场,在此基础上对船体结构进行了结构应力评估,最后比较了装载不同温度液货时船体的热应力.     

温度载荷对化学品船货舱结构应力的影响分析

针对某化学品船货舱结构,考察该货舱段的温度场分布,建立温度场及热应力计算模型。运用通用有限元计算软件PATRAN/NASTRAN对该货舱段模型进行稳态温度场和热应力分析。通过考察不同温度下结构应力的变化情况,得出温度载荷对货舱段结构应力及变形影响的相关规律,为该类船舶设计提供参考。     

浅谈液货船热应力计算分析

散装运输液化气体船以及在大气压力下载运液货温度大于80℃的散装运输危险化学品船、油船和沥青船等船舶,因其液货区所载货品温度与周边环境温度差异较大,这将在液货区钢结构上产生热应力集中,因热应力的过度集中将对船舶钢性产生极度不利影响,故在船舶设计过程中即应对液货舱结构温度场及其热应力进行分析。本文基于MSC.PATRANNASTRAN平台,针对液货船热应力计算过程中需注意的相关事项及作业流程进行一些简单的个人探讨。     

船体结构温度场及热应力研究

总结温度载荷对船用材料性能、船体结构温度场和热应力场的影响,以及温度载荷作用下船体结构安全性评估方法,对当前船体结构温度场及热应力场的研究现状进行综述,重点梳理沥青船和液化气船等2种持续承受温度载荷的船舶以及舱室火灾和极地航行等2种极端温度场景的结构温度和热应力场研究现状,对今后可深入研究的方向进行展望,为进一步保障船体结构安全提供参考。     

6S50MC-C柴油机活塞头的优化设计

基于活塞头-活塞环-缸套组合结构稳态传热得出的温度场和热流分布,分析增加振荡冷却孔深度和倒圆角对强度的影响,得出活塞头的温度场和应力分布。原设计结构最高温度为448.4℃,最大热应力和耦合应力分别为694MPa和677MPa,最大应力小于材料的许用应力。随着冷却孔深度的增加,活塞头的最高温度、最大热应力和耦合应力都降低,增加冷却孔深度可以有效的降低最高温度和最大应力。倒角可以有效的降低应力集中,选取倒角5.5mm为优化设计方案。     

非稳态导热温度场及热应力的有限元计算

热分析涉及到温度场求解和热应力计算,文章以喷射热气流对甲板结构的影响为研究对象,利用MSC的THERMAL和STRUCTURAL模块进行热分析,具体研究理论原理、模型简化、有限元网格划分和边界条件.计算结果表明,热应力对结构安全和性能的影响不容忽视,在设计中必须给予考虑,也为相关的温度载荷研究提供参考.     

支线集装箱船整船强度和疲劳有限元分析

在分析UR S11A和S34生效后的集装箱船整船屈服、屈曲要求的基础上,以1艘支线集装箱船为对象,计算得到目标船整船结构各个计算工况下的应力分布,完成整船屈服、屈曲强度评估和疲劳筛选及评估,分析发现支线集装箱船艏、艉非货舱区域结构和货舱区域的横向结构,以及整船重点区域的疲劳问题不容忽视。在设计时,对上述区域结构应重点关注,必要时建议选择装载手册中最危险的工况开展整船屈服、屈曲和疲劳评估并作适当加强。     

基于极限弯矩的耐压圆柱壳破坏载荷分析

采用结构在受外载荷作用时产生的内弯矩不能平衡外弯矩而发生破坏的机理,以复杂应力密西斯屈服条件为准则,推导了圆柱壳结构的破坏载荷计算公式。将屈服、屈曲分别验证结构强度的表达式综合为一种计算方法,避开了结构屈曲时的模态确定。通过理论分析,所提出的计算方法计算简单、方便实用,具有较好的准确度。     

油船结构强度设计和审图要点

以32万t超大型油船为例,参照国际船级社协会油船共同结构规范的要求,对油船的结构强度设计作了详辟研究,并提出了油船结构审图中规范校核以及有限元分析时,包括屈服、屈曲、疲劳等方面应注意的问题。     

自升式平台的局部结构应力分析

利用有限元法对自升式海洋平台纵舱壁和横舱壁上开孔前后的应力进行计算,分析开孔形状及开孔处采用不同的加强方式对局部结构应力的影响,计算得到开孔不同形状及不同加强方式时结构的应力。在平台主体舱壁上开圆角矩形时应力较小,在开孔上增加面板可以显著降低孔边缘的应力。平台桩腿开孔时应力集中系数急剧增加,桩腿载荷不同对桩腿受力有很大影响。     

基于ANSYS平台的搭接接头工作应力及应力集中系数的研究

运用数值模拟软件ANSYS建立搭接接头的数值模型,并用利参数化设计语言(APDL)编程实现。研究焊缝几何参数对于搭接接头的工作应力及应力集中系数的影响,并对结果以曲线拟合的方式进行分析,与实际情况相符,有利于优化焊接工艺设计。     

预应力混凝土梁荷载正应力分布试验研究

预应力混凝土受弯构件因外荷载作用产生的断面正应力分布基本符合线性分布。在受拉区完全可以用线性分布公式计算混凝土拉应力,在受压区混凝土边缘处按线性分布公式计算则误差较大。在进行重要预应力受弯构件设计时,需要校核受压区混凝土边缘压应力。本文对此进行了试验研究,此试验结果可作为设计校核参考,文中还给出了设计校核的参考公式。     

既有混凝土结构现存应力测试方法研究

混凝土实际应力水平是反映混凝土结构受力状况的最重要的指标之一,从而也是反映混凝土结构功能可靠性的主要指标。利用应力释放的力学原理,进行了既有钢筋混凝土结构现存应力测试研究,同时对应力测试结果的影响因素进行了系统的研究,并进行了相应的应力测试试验,验证了该方法的正确性,为准确评估现有结构承载力提供了可靠的试验方法。     

养护期内钢筋混凝土梁钢筋应力的测试与分析

在养护期内,钢筋混凝土梁中钢筋应力受到很多因素的影响,通过试验表明各种因素综合的结果是使钢筋产生压应力,主要原因是混凝土收缩导致钢筋受到压缩,且压应力的最大值可达17.6 MPa。     

既有混凝土结构现存应力测试方法研究

混凝土实际应力水平是反映混凝土结构受力状况的最重要的指标之一,从而也是反映混凝土结构功能可靠性的主要指标。利用应力释放的力学原理,进行了既有钢筋混凝土结构现存应力测试研究,同时对应力测试结果的影响因素进行了系统的研究,并进行了相应的应力测试试验,验证了该方法的正确性,为准确评估现有结构承载力提供了可靠的试验方法。     

一种新的海洋平台管节点应力评估方法

海洋工程焊接管节点受应力集中及复杂随机载荷的联合作用,容易发生疲劳破坏。为了提高焊接管节点结构疲劳寿命预测的准确性,文章以管壁厚方向上的一点作为疲劳评估点,提出了一种新的管节点结构应力计算方法。通过与国际上公开发表的疲劳试验数据进行比较,证明了文中方法应用于管节点结构的可行性及考虑壁厚方向应力梯度的有效性。基于数值计算,文中还提出了可用于T型管节点应力集中系数计算的参数公式,并对参数公式的精度进行了验证。     

Experimental and numerical studies on dynamic stress and curvature in steel tube umbilicals

The present paper addresses the stresses in dynamic steel tube umbilicals at the platform hang-off exposed to large motions corresponding to an extreme storm condition. Experimental tests were carried out by mounting fibre-optic Braggs inside steel tubes of a 9 m long umbilical specimen. Then the specimen was exposed to constant tension and dynamic curvature by means of a bellmouth and the stresses were measured. Realizing that the geometry of the umbilical cross section was too complex to apply full 3D modeling, a beam and penalty contact modeling procedure was applied to describe the extreme stress behavior. Then a simplified method was proposed to determine the contact stiffness which was further validated by full scale umbilical axial stiffness testing. As hoop contact interfaces between steel tubes and separation fillers were observed in the test specimen, a tailor-made contact element was formulated to facilitate hoop contact. Different modeling alternatives were used to investigate the hoop contact effect on the extreme axial stress and Coulomb friction stress range, which were further validated against measured dynamic axial stress. Good correlation was found by the combination of describing all contact interfaces and constraints due to the grooves in the inner sheath.     

预应力混凝土管桩现存应力测试方法研究

利用应力释放的力学原理,开展预应力混凝土管桩现存应力测试方法研究,通过数模分析得到不同钻孔深度和孔径对应力释放程度的关系曲线,给出在不损伤内部主筋情况下根据结构特点选取合理钻孔深度和孔径的方法,并通过相应的现场试验进行验证。     

水面舰艇纵骨架式板格临界应力计算方法

针对当前水面舰艇相关标准中缺少临界应力规范计算方法的问题,依据经典船体梁弯曲理论和板壳稳定性理论,对船用标准的普遍适用性进行了分析,对简化计算公式的可行性进行了研究,结果表明静力平衡法得到的纵骨架式板格临界荷载系数可能是简化计算法和CCS法的2倍以上,可见简化计算法和CCS法对临界应力的计算过于保守。