复合材料帆船桅杆强度可靠性分析

针对帆船桅杆失效事件,基于船舶领域可靠度理论,对复合材料帆船桅杆的可靠度进行计算。建立复合材料帆船桅杆的有限元模型,对某一铺层方案进行强度校核。基于可靠性理论,采用JC法和Matlab软件对复合材料帆船桅杆的强度可靠性进行分析,最终得到复合材料桅杆的可靠性指标。该研究能避免传统强度校核采用的确定性方法不能保证结构每个位置在一定概率下都是安全的缺点,对复合材料桅杆的结构可靠性研究具有一定的参考价值。     

外伸龙骨对龙骨帆船性能的影响规律

文章以某一5米级龙骨帆船为基础设计方案,以外伸龙骨高度为主要变量,探索外伸龙骨高度对固有频率、静稳性、阻力、结构强度的影响。研究发现:1 m与2 m的外伸龙骨表现较好。文章的研究成果可为龙骨帆船的初步设计提供参考。     

如何选择龙骨型帆船

帆船所谓好坏，合不合用是关键 我们在此文中将讨论的是最常见的龙骨型帆船。所谓龙骨型帆船指的是玻璃纤维结构，备有压舱物,作为沿岸航行及越洋航行之用的帆船。讨论的目的在于帮助我们了解如何理智的选择艘重型帆船,尤其在你面对几乎完全陌生或并不熟悉的事物但又被迫做重大选择的时候。笔者以多年经验尽力搜取数据提供给大家分享,衷心地希望能对你有所帮助。     

全局优化算法在船舶结构优化设计中的应用

为了提高船舶龙骨结构在受力过程中应力分布的均匀性和提高材料的利用率,本文采用Hypermesh软件建立了龙骨结构有限元模型,并结合其MORPH功能定义筋板形状变量,建立形状优化模型。随后,将全局优化算法与形状优化模型相结合,对船舶龙骨结构进行优化设计。结果表明,在筋板交错位置增加筋板高度能够有效提升龙骨结构整体刚度,其余位置可以采用较小的筋板高度。本文研究可为船舶龙骨结构改进设计提供参考。     

船舶机舱纵向构件承载强度的建模与分析

船舶机舱纵向构件多级承载强度研究效果不理想,不能有效提高船舶安全性。提出一种船舶机舱纵向构件数字化模拟的承载强度分析方法。该方法对船舶机舱纵向构件结构静动力风荷载和位移方程进行计算,得到纵向构件结构的风振方程,再对结构振型的位移函数进行构造,以船舶机舱纵向构件承载总重作为设计变量和优化目标。实验结果表明,该方法能对船舶机舱纵向构件多级承载强度进行建模分析,同时对相关设计优化具有重要的指导作用。     

深海复合材料悬链线立管基于可靠度的优化设计

研究基于可靠度的方法,对深海复合材料悬链线立管进行优化设计分析。对于正交各向异性层合复合材料结构而言,叠层顺序不同、各层铺角变化以及层间厚度差异等都会影响到结构的承载能力,因此,有必要引进可靠度作为优化设计指标。首先,根据经典层合板理论计算整体模型的等效属性,建立悬链线立管整体分析模型,得到关键截面响应,以此作为局部分析模型的约束;然后,运用试验设计方法构建Kriging近似模型;最后,利用蒙特卡罗撒点方法对比分析确定性优化与可靠性优化的结果。研究表明：优化后的深海复合材料立管在满足应力强度设计的要求下可有效降低结构重量,所提出的基于可靠度的优化设计复合材料悬链线立管具有可行性。     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计（英文）

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计。结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响。文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考。     

INFO动态

半山半岛帆船港建设进入总攻阶段 目前,半山半岛帆船港建设进入总攻阶段。在水工工程方面,东、西段防波堤基本完工。目前东防波堤正在稳定层上铺设水泥连锁块路面,全部工程约在9月中旬完成;游艇存放平台的磨耗层已铺完95%,亲水平台的磨耗层已开始铺设．全部工程预计8月底完成;浮码头开始打桩,共178根．现已完成90根,全部打桩工作应于9月中旬前完成.     

复合材料螺旋桨纤维铺层对强度影响研究

为实现铺层角度、顺序对桨叶强度影响的准确预报,本文首先采用有限元计算软件Abaqus建立复合材料螺旋桨仿真计算方法,并通过静强度试验对仿真计算方法进行了佐证;然后加入Tsai-Wu强度准则作为桨叶强度的评价指标。通过对30种铺层方案进行仿真计算,阐明铺层角度、顺序对桨叶强度的影响规律,为研究纤维铺层对桨叶强度的影响提供一定的参考。     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计.结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响.文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考.     

夹层结构玻璃钢游艇整船结构强度有限元分析

目前各大船级社普遍缺乏新颖玻璃钢艇体结构强度的计算规范,因此设计者需要直接计算艇体结构强度。在研究玻璃钢游艇的基础上,用ANSYS软件建立全船有限元模型,采用层合壳单元处理复合材料和复合材料夹层结构并计算分析整船结构强度。分析中所采用的方法对于正确地进行玻璃钢游艇整船直接计算具有指导作用和实用价值。同时所采用的冲击力和水动力加载方法可应用于其他类型的高速艇结构强度的有限元分析。     

玻璃钢双体游艇结构可靠度设计

可靠度设计可以较为真实地反映结构安全状态，现已成为结构设计的重点方法之一。本文以一艘玻璃钢双体游艇为例，通过频域水动力分析确定其最危险航行工况，进而对研究对象进行结构应力分析与可靠度计算。在满足可靠度安全要求的基础上，通过改变艇体铺层厚度对双体游艇进行轻量化设计。设计结果显示轻量化效果达到29.1%，优化设计结果良好。该种基于可靠度的设计方法对复合材料船艇结构设计具有一定的参考价值。     

基于造型三角形的大型游艇上层建筑造型研究及设计实现

提出造型三角形概念,并基于造型三角形对大型游艇的主尺度和造型参数作统计分析,通过已有游艇的造型设计特点逆向研究,量化研究大型游艇造型美学中的一般数学规律,使用贝塞尔曲线、NURBS曲线对游艇上层建筑中的曲线进行几何表达,并利用CATIA二次开发技术,开发了针对游艇上层建筑设计的平台,该平台可根据要求快速创建游艇上层建筑三维立体模型,提高了在技术设计和施工设计阶段中游艇外观造型的设计效率。     

19.8m豪华游艇主尺度确定及主机功率估算

在游艇设计初期,往往因为设计任务书中已知信息较少而难以较准确地确定游艇的主尺度和主机功率。本文以一艘长为19.8m的游艇为例,给出了游艇设计初期只已知排水量、最大航速和总长的情况下各主尺度的确定方法。并结合大隅三彦功率估算方法和作者提出的母型艇系列拟合方法得出主机功率的估算值,为游艇设计中主机选型和成本估算做准备。     

Modelling multiple yacht sailing interactions between upwind sailing yachts

An approach for enhancing the realism of yacht fleet race simulations based on a lifting line method is developed. The wake of an upwind sailing yacht is represented as a single heeled horseshoe vortex and image system. At each time step, changes in vortex strength are convected into the wake as a pair of vortex line elements. These subsequently move in accordance with the local wind, the self-induced velocity and the velocity induced by the presence of the wakes of other yachts. In addition, the lifting line model has a model for the viscous wake due to the drag associated with the yacht and its sails superimposed on it. A synthesis of sail yacht wake representations based on detailed 3D Reynolds-averaged Navier–Stokes computational fluid dynamics calculations with wind tunnel test results is used to capture the initial strength of the combined main-jib vortex system and its vertical height. The implementation of the lifting line algorithm within Robo-Race, a real-time yacht race strategy analysis tool, is described. Two upwind race interaction case studies are presented, and these show that the newly implemented wake model makes an important contribution to enhancing the realism of the sailing simulation.     

基于AHP法的游艇造型设计模糊综合评价方法

针对在评价游艇造型设计时，评价指标复杂性和模糊性高的问题，提出将层次分析法和模糊综合法结合在一起进行综合评价。从识别性、艺术性、传达性、实用性和经济性5个方面构建多层次评价指标体系，计算分析权重向量。以Pershing72和Pershing90这2艘豪华游艇为例，结合模糊综合法进行综合评分，结果表明2艘游艇的造型设计均为良好等级。该实例验证了层次分析法和模糊综合评价法结合在一起进行评价的可行性，能为游艇造型设计评价提供一定的指导。     

应用UGNX二次开发实现玻璃钢船体曲面三维建模

在UGNX三维建模软件二次开发的基础上,采用高维数据点丰富船体曲面型值点信息,借助数据库实现型值点数据的快速分类,提供玻璃钢船体自由曲面的三维建模流程,从而实现船体的自动生成。为玻璃钢船艇的母型船变换,以及结构、舾装等设计提供真实的三维环境,大大提高玻璃钢船艇的设计效率和设计精度。     

我国游艇消费需求分析及游艇码头建设展望

借鉴国外游艇消费市场的特点,在对标美国游艇发展与经济发展相关性判断我国游艇市场发展前景的基础上,运用诱发量法、类比法,综合预测我国游艇消费需求量,并对我国沿海地区游艇码头建设进行了展望。     

小型帆船自适应自动舵

帆船由于其结构的特殊使其动态特性呈严重的非线性，航向很难控制。首先针对一种小型竞赛用的12m长美洲杯赛帆船，从其结构出发建立数学模型，并对该模型进行了开环仿真试验以验证其真实程度。然后利用MATLAB辨识工具在不同的外部条件下得到各具特色的不同模型，由此确认模型参数的巨大变化难以用一个近似于当前运行模式下的线性化模型设计控制器，因而设计了一个采用自适应LQR的自动舵以控制帆船尖不同外部条件下都能保持航向。最后在该模型上作了仿真，取得了较好的效果。     

现代玻璃钢游艇综述

该文在搜集了欧美等国大量的现代豪华游艇资料的基础上,对这些游艇的尺度参数、船型特征、航海性能、布置及最新建造材料等诸方面进行了分析研究,给出一些统计数据,对借鉴国外先进技术、提高我国游艇设计与制造业的水平有一定的参考价值。