舰船强力骨架梁腹板开孔原则探讨

在舰船的建造过程中，在横梁（强横梁）、纵桁等强力构件上开孔是十分复杂而普遍的情况，这些开孔的存在对强力构件结构的完整性具有相当的影响。通过结合现场建造的实际情况，对“规范”的要求作了详细的分析与说明，并在尝试用有限元法分析开口附近应力分布的基础上，对“规范”的某些地方提出了自己的见解。     

基于国军标对腹板开孔强横梁加强方式的讨论

为满足船体空间的布置需要,船体横梁腹板的开孔参数往往会超出规范要求,从而对其横向极限承载能力造成不利影响。因此需要采取加强措施,以保证其原有的横向极限承载能力。针对该问题,本文选取一强横梁为研究对象,参照GJB 4000-2000对腹板开孔及加强方式的相关规定,分析强横梁在腹板开孔加强情况下的横向极限承载能力,并就超规范腹板开孔强横梁的加强方式做一些讨论。通过分析和讨论,得到一些可供超规范腹板开孔强横梁加强设计参考的结论和建议。     

警惕甲板强横梁开孔隐患

本文对甲板强横梁开孔的问题进行了探讨，并对该问题的处理提出了相应的参考方法。     

横梁腹板开孔剪切稳定性加强方式

船体结构中,为方便管线通过,常需在横梁腹板上开孔,这将影响横梁的强度和稳定性。本文主要针对腹板开孔对其剪切稳定性影响进行讨论,并为补偿开孔后腹板剪切稳定性的损失,采用有限元弹性屈曲分析方法,探讨了常用的加强筋、围缘扁钢和复板3种加强方式在不同加强尺寸下的加强效果。本文的计算和分析结果能为横梁腹板开孔的加强设计提供一定的参考。     

邮轮高腹板梁开孔应力分析

针对邮轮的甲板纵桁和横梁的腹板布置大量开孔,开孔削弱腹板截面尺寸,并且次弯距的影响显著,引起开孔边缘出现应力集中的问题,结合船级社规范开孔规则要求,采用有限元法分析开孔尺寸、开孔位置和补强方式对孔周切向正应力的影响,结果表明,孔周切向正应力对于开孔高度变化的敏感度大于开孔长度变化;当开孔的垂向位置越偏向面板时,孔周切向正应力增加趋势越明显;孔边缘加面板是最有效的减小应力集中的方式。     

一种连接装配式横梁的新型桩顶结构设计

装配式高桩码头采用整体预制横梁与桩基直接连接时，桩顶结构设计是技术方案的重难点，在确保横梁、桩芯与桩基三者可靠连接的同时，还要保证桩芯结构有足够的承载力。依托实际工程，提出一种适用于整体装配式横梁的新型桩顶结构，并对其进行计算分析。结果表明：整体预制装配式开孔横梁预留空腔内模可采用免拆除的波纹钢管提高新老混凝土的结合能力；桩芯结构采用型钢组替代钢筋笼是可行的技术方案；鉴于型钢与混凝土的黏结力不同于钢筋与混凝土的黏结力，型钢结构桩芯应进行在装配式横梁预留空腔内的锚固计算。     

开孔沉箱在改善码头波浪反射及上水中的应用

针对茂名博贺新港区通用码头工程特点,结合开孔沉箱结构的应用原理,分析其对本工程的适用性,提出开孔沉箱方案以及实现开孔和提高消浪效果的结构措施。结合模型试验结果,分析开孔沉箱对码头上水和波浪反射的改善效果,并结合规范上水标准对码头前沿顶高程取值进行验证。     

高桩码头梁格空间通风孔设置对盐雾消散的影响

海洋环境下高桩码头梁格空间盐雾集聚极易使码头纵横梁混凝土结构发生腐蚀,对码头结构的耐久性造成不利影响。运用有限元软件ANSYS流体动力学CFD模块,建立高桩码头梁格空间三维模型,通过改变不同的纵梁开孔方式,分析高桩码头梁格空间底部盐雾易集聚区域的风速和压强变化规律,对比不同开孔方式对盐雾的消散效果,并对开孔方式进行优化。结果表明,纵梁设置通风孔能有效改善梁格空间的气流分布,孔布置在纵梁两端距离横梁1.2 m时,对盐雾的消散效果最明显。     

船舶横梁纵桁腹板开孔应力集中计算

本文将解析分析与有限元数值分析相结合,研究了船舶纵桁和横梁腹板上开圆孔和腰圆孔后的应力集中问题,建立了用于梁结构应力集中的局部应力分析法。获得了:(1)开孔直径在1/10～1/2腹板高度变化范围、开孔位置可沿梁长度方向变化的孔口应力集中简便计算公式;(2)上述孔用不同厚度板加强或用围壁加强后的应力集中简便计算公式;(3)在研究了两个孔靠近后对孔口应力分布的影响后,提出了梁上开多孔时的应力集中计算方法。本文方法计算结果分别与光弹性试验、大型钢模试验结果和有限元法对整体梁的计算结果作了比较,表明本文方法可靠而方便。     

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。     

开孔沉箱防波堤消浪作用的理论研究及应用

开孔式沉箱防波堤是在沉箱的迎浪面的沉箱外壁上开孔，使波浪遇到开孔壁后，产生波浪的入射，反射，透射等相互作用，减小外壁对入射波的反射作用，与不开孔沉箱防波堤相比，具有液压力小，波高反射小等优点，本文根据微幅波理论给出了高波反射系数的计算式和液压强的计算式，与试验资料相比，吻合程度很好。     

船舶构件腹板开孔的弹性失稳与加强效果

本文用有限元法对开孔薄板的弹性稳定性进行了研究。对于在压缩载荷和剪切载荷作用下开有不同尺度的圆孔或矩形圆孔薄板的稳定强度,作了系统的计算和分析,并研究了矩形板长宽比对开孔板稳定强度的影响。为增强薄板开孔后的稳定强度,文中选择了加强筋、加强围壁和加强围板三种加强形式,系统地计算了不同加强尺度下这三种形式的加强效果。本文所得的计算图表和分析结果可用于船舶纵桁、横梁的腹板及肋板开孔稳定强度设计。     

圆柱壳大开孔补强的应力集中分析

针对潜艇耐压壳体上大开孔补强处的应力集中现象,结合工程实际问题,采用规范和有限元法对潜艇耐压壳体上大开孔不同补强形式进行了研究,建立了相应的模型,并求出了应力集中系数。通过对两种方法的计算结果进行分析比较,发现当围壁加强时,最大周向应力处的弯曲应力不容忽视。结果说明,用有限单元法进行大开孔补强结构设计是合理、有效的,是对规范计算的完善和补充。     

导航堤淹没式开孔对引航道通航水流条件的影响

导航堤开孔是改善口门区通航水流条件常见的工程措施,但开孔的同时加大了引航道内的流速,对船舶在引航道内航行和停泊构成影响。采用概化物理模型试验,研究了导航堤不同开孔位置、开孔率和不同孔口淹没水深条件下对口门区和引航道内通航水流条件的影响,结合国内外的有关研究成果,提出了开孔的布置原则,为工程设计提供参考。     

深海载人潜水器有开孔耐压球壳的极限强度

钛合金制深海载人潜水器耐压球壳属中厚度壳结构,上面设有人孔、观察窗等多个开孔,加工建造过程中又会产生初始缺陷,因此,这类结构的极限强度乃是设计者所必须关注的问题.本文利用ANSYS软件对上述有开孔耐压球壳的极限强度进行非线性有限元分析,计算了局部缺陷范围及幅值的变化对壳体极限强度的影响.计算结果表明,有围壁加强的开孔耐压球壳与无开孔耐压球壳的极限强度相差不大.     

开孔沉箱消浪性能试验研究

开孔沉箱的开孔率是影响其消浪性能的重要参数,迎浪面上的开孔范围也会影响开孔沉箱的消浪性能。通过物理模型试验,测量了不同开孔率情况下开孔沉箱前的波高,采用多点法分析了波浪反射系数,研究了其消浪效果,给出了波浪反射系数与沉箱开孔率之间相互关系的试验结果;同时,通过试验研究了开孔沉箱的开孔区域上下端距静水位高度对沉箱消浪性能的影响,对比了两种不同开孔沉箱断面宽度情况下波浪反射系数。     

含开孔裙板之圆柱形浮标波浪力研究

基于线性波理论,应用匹配双特征函数展开法建立了含开孔裙板之圆柱形浮标一阶波浪力和力矩的半解析计算模型。该计算模型还可推广应用于无裙板之圆柱形浮标或水面垂直漂浮圆柱体、淹没垂直圆柱体及淹没开孔/实心圆形垂荡板。为了验证计算程序的正确性,将作用在淹没开孔/实心圆形垂荡板上的垂向波浪力与文献的半解析结果进行了比较,结果吻合很好。薄板的开孔影响系数随开孔率增大而变大,讨论了开孔率对作用在淹没圆形开孔垂荡板及含开孔裙板之圆柱形浮标上一阶波浪力和力矩的影响。结果表明,作用在淹没垂荡板上的垂向波浪力和力矩随着开孔率的增大而减小;而作用在含裙板之圆柱形浮标上的垂向波浪力则随开孔率的增大而增大。裙板开孔率对含裙板之圆柱形浮标上力矩的影响要大于对波浪力的影响。     

渠江风洞子船闸导航墙透空型式效果研究

文中结合通航建筑物导航墙开孔对引航道通航水流条件影响的水工模型试验研究成果,探讨了导航墙开孔区域及开孔比在模型试验中的选取。研究表明,水工模型试验中,通航水流较透空前有明显的改善,值得在同类低闸坝枢纽在船闸中借鉴。     

基于AM的船舶开孔管理辅助系统设计

为提高船舶开孔管理能力，针对AVEVA Marine（AM）软件开孔管理模块功能，根据船厂设计实际生产业务需求，制定开孔协同流程，设计开孔协同规则数据库。结合AM软件的二次开发能力，开发船舶开孔管理辅助系统。以管系为例，将该系统与AM软件开孔管理功能进行对比，验证该系统在船舶开孔管理方面的可行性。     

水舱表面开孔特征参数流噪声特性分析

水下航行体因表面开孔产生的流噪声是总体噪声的重要部分,对其隐蔽性造成负面影响,而其噪声特性影响因素较多,开孔长宽比是其中一个典型参数。在现有阻力试验模型的基础上建立模型,采用RANS结合DES方法获得流场数据,并运用FW-H方程获得其声场信息。分析艇体开孔水舱内的流动现象,表明模型噪声的特征频率符合一般空腔规律,且与开孔长度有关;在长宽比为0.25时,其流噪声水平最低。最后结合简化模型作进一步验证。