大型集装箱船整船有限元分析计算技术研究

本文在研究大型集装箱船整船分析的基础上,总结研究和发展了二种集装箱船整船有限元分析时调整节点力和惯性平衡的处理方法.对于正确地进行大型集装箱船整船结构强度直接计算具有指导作用和实用价值.同时本文提出了对集装箱船整船结构强度分析的分工况计算和应力合成技术,可应用于集装箱船的整船结构有限元计算分析.     

集装箱船整船结构三维有限元强度分析方法研究

以3800TEU集装箱为例，用二维切片理论进行了波浪长期预报，并在此基础上导出等效波组，在整船结构有限元模型上计算船体结构在各等效波上的变形和应力分布。文中叙述的整船结构有限元分析方法，也可以用于其他类型船的整船结构分析。     

大开口船波浪载荷长期预报和弯扭强度整船有限元分析

大开口船全船弯扭联合变形与应力的精确计算，必须在整船结构模型上完成。本文以一艘5万吨级大开口船为例，用三维流体动力计算程序进行了波浪随机载荷的长期预报，并在此基础上导出设计波参数组，进而在全船整体结构有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布，并采用嵌入精细舱口角区有限元网络的方法，在整船分析的同时计算出舱口角的应力集中值，获得了船体结构强度的详尽信息。文中阐述了波浪载荷的特点，设计波的确定，浮体完整结构计算的惯性平衡及大开口船的全船计算方法。     

基于有限元的整船结构多学科设计优化

目前在同时考虑舰船水动力性能和结构性能的多学科设计优化模型中,水动力性能和结构性能的预报通常只能采用精度较低的经验公式。为了提高多学科设计优化模型的计算精度,必须要实现的技术就是将舰船水动力性能预报依赖于CFD的分析和将结构性能预报依赖于有限元的分析。重点研究了在多学科设计优化框架中集成有限元软件进行结构优化的技术。首先以一个简单的耐压圆柱壳为例子,介绍了iSIGHT调用Ansys进行包括参数化建模在内的结构优化的流程。然后对某船的整船有限元分析模型进行了整船结构优化研究。由于该船的整船结构有限元模型包含202个板和梁的属性,优化模型的设计变量很多,超出了目前很多优化算法的使用范围。在经过了多种优化算法的比较后,最终得到了优化解,实现了基于有限元的整船结构多学科设计优化。     

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。     

基于直接计算法的LNG船整船强度评估

采用直接计算法对16万m3LNG船的整船强度进行评估.建立了整船结构有限元模型,基于三维源汇分布方法并利用北大西洋波浪散布图对波浪垂直弯矩进行长期预报,得到LNG船在典型装载工况下的设计波参数,完成了LNG船在设计波中的整体有限元分析.计算结果可以为LNG船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,评估结果对同类LNG船的设计开发具有指导意义.     

基于等效构件法的整船吊装有限元分析

本文介绍了某海工船的整船吊装下水方案，并对吊装方案进行有限元分析以评估其可行性。通过构造等效构件和施加适当的约束来准确模拟吊绳和滑轮。计算结果表明，吊绳滑轮采用等效构件法来模拟能够保证吊绳受力的均匀分配，符合其力学特性，且整船吊装方案满足结构强度要求。     

舰船水下非接触爆炸响应的数值模拟

通过数值模拟研究舰船结构水下非接触爆炸载荷下的响应，以有限元方法建立有限水域中的整船结构的有限元模型，并应用声固耦合算法模拟整船的水下爆炸响应，得到结构的冲击加速度响应和冲击响应谱、瞬态应力／应变分布以及结构易于损坏的部位。     

3800箱集装箱船总纵强度计算两种方法对比研究

本文对3800箱集装箱船进行了整船有限元分析，计算了在设计静水弯矩、波浪弯矩、水平弯矩和扭矩作用下的船体总纵强度，并与基于薄壁梁扭转理论的总纵强度计算结果进行了比较，对两种方法的应用前景作出评论。     

整船准载态分析的有限元模型自动加载及载荷修正技术

在对船体进行整船有限元强度准静态分析时,需要用外载荷作用力对模型进行加载,本文开发了对有限元模型外载荷进行自动加载的方法,这种方法不需要对模型结构进行附加的点,线,面数据定义,而只需要利用有限元的原始输入数据。本文还讨论了如何进行节点集中载荷修正和惯性力平衡计算,它是保证整船有限元准静态分析获得正确结果的关键。     

22m组合式拖船拖桩及连接装置强度计算

通过有限元软件对22 m内河组合式拖船进行整船有限元计算分析。在计算过程中,对连接装置及拖桩处的结构模型进行简化,并通过有限元计算与理论计算进行对比。结果表明:模型简化合理,为其他类似船舶结构强度计算提供方法参考。     

58000t浮式生产储油船有限元分析

本文介绍了５８０００ｔ浮式生产储油船有限元分析，包括结构模型简化，荷载计算，有限元模型生成和不同荷载工况分析计算。结构有限元模型生成和计算结果处理应用了二维匀互有很元分析前后处理程序，前后处理方法也在本文作了简要介绍。     

77m浮船坞有限元横向强度计算

以77 m级浮船坞为研究对象,首先对某浮船坞进行了整船有限元建模,然后对整船有限元模型在施加约束的情况下,进行了使用中最危险的3种工况计算,最后利用计算得到的各工况下坞体和连接处结构的变形和应力,对船坞进行了强度和刚度的评估,为坞体结构的使用安全提供一定的保障。     

超小水线面船主机舱段结构优化设计

采用MSC. Nastran的静态响应有限元分析的优化方法,对某超小水线面船的主机舱段构件进行优化,降低该舱段的结构重量,增大舱内空间,为整船结构模型计算中构件参数的确定提供了依据。     

新型深水工程勘察船振动预报分析

作为深水油田开发勘探装备的新型深水工程勘察船,结构设计必须充分考虑预防结构有害振动的产生,以满足深水勘察的作业要求。采用三维有限元整船建模,对新型深水工程勘察船进行了船体结构的振动计算分析,包括船体总振动、上层建筑、机舱、井架、桅杆、直升机平台等局部结构振动的固有频率计算以及总振动响应预报。分析计算结果对优化船体结构设计提供了必要的技术支撑。     

350t拼装式浮箱工程船结构强度分析研究

利用大型商用有限元软件MSC/PATRAN、MSC/NASTRAN对350t拼装式浮箱工程船主船体总纵强度进行有限元分析,通过有限元建模、边界条件处理、载荷施加等过程,分析该船的总纵强度。通过总纵强度计算得到螺栓连接处的力来计算螺栓连接处的结构强度。在不满足规范要求的前提下提出加强措施,使结构应力的计算值小于许用值,提高整船的结构强度,并满足规范要求。     

大型小水线面双体船结构强度有限元分析研究

针对某5 000吨级小水线面双体船,分别采用规范载荷计算方法和波浪载荷直接计算法进行整船有限元分析。给出了2种方法的使用建议,并对2种方法的屈服强度计算结果进行探讨,对计算结果的差异性进行分析。研究结果可为小水线面双体船的整船有限元计算和结构设计提供参考。     

有限元法甲板运输船全船结构强度分析

为了更准确地校核自航甲板驳船的结构强度,采用整船有限元直接计算方法对3艘船舶进行结构强度分析,经过建模、加载、计算,表明该系列船舶结构强度足够。     

双体穿浪船船体振动特性分析

针对非常规船型的双体穿浪船,应用整船有限元模型进行了船体总振动和局部振动的计算分析,得到了有别于常规船型的复杂的双体船振动特性,并据此提出了一些双体船的减振对策。     

CAE技术在LNG船结构设计中的应用

本文以147，000m^3LNG船为对象，介绍了应用ABS船级社的SAFEHULL计算软件以及ANSYS计算软件，进行舱段有限元和全船有限元强度计算的过程，以及对该船进行40年疲劳寿命的疲劳强度校核的过程。根据计算结果，得出船体结构的应力分布和变形，对船体结构进行优化和加强，保证船体结构和货物围护系统（薄膜）的应力水平满足规范要求和专利公司（GTT）的相关规定。