用整船有限元模型分析方法计算舰船的总纵强度

当舰船设有长度较长但开口较多的上层建筑时,其船体结构的复杂性使船体总强度很难用常规的梁理论方法确定.本文采用整船三维有限元分析方法,通过整船加载和惯性平衡处理,计算出设计目标船的总纵弯曲变形和应力分布,以及上层建筑参与船体总纵强度的有效度,为船体总强度校核提供依据.     

内河汽车运输船结构强度直接计算

以1艘船体纵向结构在船舯0.6倍船长范围内存在突变的内河汽车运输船为研究目标,根据规范要求,对目标船艉部机舱前端壁结构突变区域的强度进行评估,考虑目标船舷侧存在较大开口,且连接上层建筑甲板间的立柱较弱,上层建筑无法完全参与总纵强度的特点,对目标船舱段模型进行适当简化,提出计算端面修正弯矩的简单方法,计算分析目标船突变区域的结构强度。     

46车/999客位客滚船总纵强度分析

46车/999客位客滚船型宽与型深之比大于2.5,舷侧外板上有较大的开口,且拥有超长型的上层建筑.基于上述原因,该船的总纵强度计算与常规的计算相比有一定区别.对46车/999客位客滚船进行总纵强度分析,通过直接计算得出其波浪弯矩及波浪剪力值,并建立该船全船结构有限元模型,对其进行有限元计算和分析,评估舷侧外板大开口对相关剖面总纵强度的影响和上层建筑参与总纵强度的有效性,为船体总纵强度分析提供数据参考和指导.     

复合材料上层建筑总纵弯曲特性与设计要求分析北大核心CSCD

[目的]针对复合材料上层建筑总纵强度问题,采用有限元分析法开展复合材料上层建筑总纵弯曲特性与设计要求分析。[方法]首先,分析不同长度、不同上层建筑材料等效弹性模量下简化船体模型纵向应变沿高度方向的分布规律,并利用二次函数对纵向应变分布进行非线性拟合;然后,基于拟合的结果提出复合材料上层建筑设计要求,并在结构形式与材料属性两方面对设计要求进行阐述;最后,根据弯矩有效度概念,在国军标的基础上提出不同长度、不同材料下上层建筑完全参与总纵弯曲的判定方法。[结果]分析结果表明,常见的树脂基纤维增强复合材料能够满足上层建筑结构的总纵强度要求;超过0.3倍船长的复合材料上层建筑结构应当计入剖面强度和刚度校核。[结论]所做研究可为未来我国复合材料上层建筑结构的水面舰船设计提供一定的参考价值。     

邮轮船体的总纵弯曲强度分析

基于中国船级社(China Classification Society, CCS)《邮轮规范》,在实船验证的基础上,重点研究邮轮船体总纵应力分布、上层建筑有效度和总纵强度评估方法,并指导规范使用。分析邮轮船体结构的特点,明确邮轮的船体结构与其他船型的关键区别,指明邮轮船体总纵强度分析的重点。基于《邮轮规范》中的整船直接计算方法,分析总纵弯曲应力和剪应力的分布规律,指出在设计初期的关注点,归纳上层建筑有效度的变化特性。基于船体梁理论,考虑上层建筑有效度,提出评估总纵强度的有效方法。     

对中速艇甲板室设置伸缩接头的思考

根据国内各舰船规范对舰船甲板室设置伸缩接头的有关规定，回顾并揭示了早期舰船甲板室设置伸缩接头的原因及后来在中速艇上的使用情况。在现有中速艇甲板室结构设计实践和大量实艇使用情况的基础上，运用ANSYS整船计算技术，对某快速巡逻艇实船总纵强度计算结果进行了理论分析。通过分析，在中速艇的主船体采用钢质结构，上层建筑或甲板室用铝质结构的情况下，当总纵弯曲发生时，其铝合金甲板室的总纵弯曲应力远小于钢质主船体的最大总纵弯曲应力，因此，可证明铝合金上层建筑或甲板室的总纵强度一般是没有问题的，可以不设置伸缩接头。     

货船机舱棚的结构设计

货船机舱棚属于上层建筑或甲板室的一部分。通常尾机型货船的机舱棚已经离开,船体中部0.5船长之内的高应力区域,并不参与船体主体结构的总纵强度。因此,不必考虑货船纵总弯曲的影响。若与货船连续的主体结构相     

铝合金上层建筑参与船体总纵弯曲的特性研究

铝合金材料具有比重和弹性模量小等优良性能,铝合金上层建筑已广泛应用于高速艇与水面舰艇.本文作者应用有限元方法对铝合金上层建筑参与船体总纵弯曲的特性作了较为详细的计算,得到了在纯弯矩作用下铝合金上层建筑与主体之间的应力分布,及总纵弯曲应力在船舯剖面上的分布,并与钢质上层建筑的计算结果进行了比较.文中通过分析获得的一些结论可为铝合金上层建筑设计提供技术支撑.     

74500t散货船船体结构设计改进探讨

作者阐述了74500t散货船船体主体结构设计上的8点改进。探讨了上层建筑围壁板厚度及振动，最后对实船船体设计中的修改，提出了修改的建议：1)双层底纵桁板厚度不能分割过细；2)尾柱纵向垂向板格不能划分过小；3)上层建筑结构中，调整加大窗孔区内上下右左扶强材的的间距；4)设计人员应熟悉IACS的要求。     

大开口船舶总纵和扭转强度计算

江苏省船舶设计研究所现对外提供大开口船舶（集装箱、多用途船、分节驳）船体结构强度计算，包括总纵强度、扭转强度、挠度、转角、扭转角和翘曲变形计算等。     

Influence of initial distortion of 3 mm thin superstructure decks on hull girder response for fatigue assessment

This paper investigates the influence of initial distortion of 3 mm thin superstructure decks on hull girder response and fatigue assessment. Part of the traditional superstructure of a prismatic passenger ship is replaced by thin decks with initial distortion amplitude of 0, 1 and 2 times the IACS limit value for thicker plates, i.e. 0, 6 and 12 mm. Both geometrically linear and nonlinear finite element (FE) analysis is used. For reference also traditional superstructure with 5 mm plate thickness is analyzed. Thin straight superstructure decks give 43% of weight reduction and carry approximately 30% less load than corresponding thick straight decks in traditional model. The load that is not carried by thin decks is divided between other traditional decks. The redistribution of forces also happens at the deck level between plates, stiffeners, girders and longitudinal bulkheads. The presence of initial distortion with the shape of one half wave between web frames and stiffeners causes an additional few percent-decrease in forces carried. The results and conclusions are similar for hogging and sagging loading conditions and differences between geometrically linear and nonlinear FE analysis are very small. This means time saving since the panel loading for fatigue assessment can be defined from geometrically linear hull girder response analysis without considering the initial distortions.     

船舶复合材料上层建筑概念设计及力学行为研究

针对船舶轻量化的发展需求,以轻质复合材料夹芯结构作为上层建筑的基础板材,以船用复合材料T形连接和y形连接作为设计节点,通过局部设计节点与基础板架的有机组合完成集成式船舶复合材料上层建筑的概念设计.分析船舶上层建筑的多种受载形式,研究其在波浪环境中联合载荷作用下的力学行为表征和宏观响应特性,预报复合材料上层建筑与主船体之间的相互作用及其对船舶总纵弯曲的贡献效率,为船舶复合材料上层建筑的优化设计、可靠性和安全性分析提供有益参考.     

膜梁组合模型的船舶总体与上层建筑耦合振动计算方法

本文提出了用膜元与集中质量的组合作为上层建筑物的力学模型,而在考虑上层建筑与船舶总体的耦合振动时主船体仍采用梁模型,从而简化了计算力学模型的形成工作。计算程序采用自动计入附连水质量和模态综合法(动态子结构法)相结合的形成,可以方便地判断上层建筑与船体梁振动之间的耦合关系。本方法可供船厂设计人员在详细设计阶段使用。本文着重论述上层建筑与船体梁耦合振动的计算方法及其在电算程序中的计算步骤。     

船舶上层建筑整体纵向固有频率算法研究

将上层建筑视为弹性固定在主船体上的阶梯形变断面高腹梁，采用力学方法推导出了上层建筑整体纵向振动固有频率公式，推导中，仍将上层建筑整体纵向固有频率视为由下述两部分串联合成：上层建筑根部刚性固定在主船体上的剪弯振动固有频率fs;上层建筑根部弹性固定在主船体上的刚体转动固有频率fr.本文重点研究了上层建筑刚体转动固有频率算法。经实船振动测试，证明本文提出的算法是可行的。     

船体三维曲面外板成形工艺方法研究进展

船体外板中的船板零件有相当部分是三维曲面,其加工成形是船舶生产中的重要环节。传统的弯板主要有水火弯板和冷弯加工两种方法。通过分析发现,弯板加工方法虽然取得了一些成果,但还存在自动化水平不够、与生产实际存在误差以及弯板过程中的压痕、回弹等技术难题,不能适应数字化造船的要求,需要业界进一步的研究与开拓。文中的介绍与分析可为相关工作人员提供参考和借鉴。     

含点蚀损伤船体加筋板在纵向压力下的极限强度

针对老龄化船舶结构上的点状腐蚀,利用非线性有限元方法进行计算,分析304个船体加筋板的极限强度,探讨带板柔度、加强筋柔度、腐蚀面积比和腐蚀深度比对纵向压力下含点蚀损伤船体加筋板极限强度的影响,拟合出点状腐蚀下船体加筋板极限强度折减公式并对其适用性进行验证,研究结果具有一定的工程参考意义和价值。     

高水头船闸阀门顶止水安装变形试验与数值模拟

针对高水头船闸反弧门顶止水安装变形的问题,采用止水切片试验和数值模拟相结合的方法,研究半圆头型止水在不同安装荷载作用下的变形轮廓、位移变形、头部凸起和接触宽度等安装变形规律及等效应力分布规律.结果表明,基于力学试验获得原型材料参数和接触力学计算理论,止水变形数值模拟结果与1∶1切片试验结果吻合较好;随着安装扭矩增大,止水半圆形头部凸起高度近似线性增大,胸墙处止水接触宽度呈非线性变化趋势;止水头部与压板、座板接触边界位置应力梯度最大,是止水最易发生损坏的部位.     

船舶上层建筑振动的最优控制分析

本文讨论了最优控制理论在船舶上层建筑振动控制中的应用。文中将船体和上层建筑简化为相应的船体梁和上层建筑梁模型，并将上层建筑梁的振动响应处理为支承激励下的响应。用模态分析法得到船体梁和上层建筑梁的动力特性（固有频率和固有振型），再用模态（振型）叠加法得到受控前上层建筑顶端的稳态动力响应，接着根据最优控制理论，设定目标函数，求解Riccati方程，得到主动控制力，将其作用在上层建筑梁的顶部，用模态（振型）叠加法得到受控后上层建筑梁顶部的稳态动力响应。以一条50000吨的油船为算例进行数值仿真，受控后上层建筑顶部的稳态振动位移减小了30％，可见最优控制在船舶上层建筑的振动控制中是可行的和有效的。