钻井船月池区舱段有限元典型设计工况

现阶段各船级社规范对钻井船舱段有限元法的载荷选取与装载工况制定并未形成统一意见，这对结构设计造成较大的困扰。针对这一问题，对某型钻井船月池区舱段有限元分析方法与载荷选取思路进行阐述，同时对设计装载工况开展大量对比计算，通过结果分析得出一套典型装载工况与舷外水压力方向组合方式供参考。对比船体梁理论法与全船有限元法的计算结果，对舱段典型工况选取的必要性进行分析，以避免过分保守导致结构经济性下降。     

调距桨叶根螺栓与曲柄盘静强度设计研究

采用集中载荷加载的方法,对调距桨模拟桨叶施加额定工况、极限工况条件下的推力、切力、离心力、推力弯矩和切力弯矩,对叶根螺栓和曲柄盘进行试验,并将测试结果与仿真分析结果进行对比,验证承受高载荷的桨毂组件静强度设计的合理性以及仿真分析的正确性,以化解桨毂组件的静强度设计风险。     

深水钻井船双联井架作业系统设计

以双联井架作业方法为指导,对目标深水钻井船上完成此种作业方法所需的双联井架作业系统的各个子系统进行阐述和对比分析。重点对双联井架作业系统结构设计的各种工况和有关载荷进行剖析,优化作业工况下不同工序的载荷,提出井架和钻台设计的最大组合载荷;分析作业系统的钻台和井架布置规划,以及深水钻井船通航过桥高度限制引起的井架设计方案。最后,基于作业系统各子系统分析和优化研究的结果,提出目标双联井架作业系统的主要技术参数和总体解决方案,作为深水钻井船开发船型的设计基础。     

漂浮式海洋牧场养殖装置系泊系统设计

基于所设计的新型多功能海洋牧场养殖装置结构,设计一套系泊系统,在考虑海况参数、风力机载荷以及水轮机载荷的情况下,利用AQWA软件对平台进行时域分析。对比纯锚链和锚链-钢缆-锚链2种系泊方案在作业及生存工况下的平台运动状况,并根据生存工况下的最大系泊力,设计破损生存工况,并进行系泊系统部分失效分析。研究发现：纯锚链系泊方案下的平台运动幅度更小,锚泊张力安全系数更大,更有利于平台作业,并且在生存工况和破损生存工况下均具有较良好的安全性。     

穿梭油轮直升机平台结构设计

本文介绍了152k穿梭油轮直升机平台的结构设计,通过比较罗列出了挪威船级社规范和巴西海军当局Normam 27规则所要求的设计载荷,并对设计载荷进行了不同的工况组合,通过对不同工况组合的计算最终验证了直升机平台设计的合理性。     

调距桨叶根螺栓与曲柄盘静强度设计研究

采用集中载荷加载的方法，对调距桨模拟桨叶施加额定工况、极限工况条件下的推力、切力、离心力、推力弯矩和切力弯矩，通过对叶根螺栓、曲柄盘的试验测试结果与仿真分析结果的对比分析，验证承受高载荷的桨毂组件静强度设计的合理性、仿真分析的正确性，化解桨毂组件静强度设计风险。     

起重机锚定插销载荷不均问题研究

在对造船门式起重机暴风工况的计算中,发现刚腿侧锚定插销载荷不相等的问题。通过对几种机型的造船门式起重机进行计算对比,分析造成该问题的原因,并据此对锚定支架进行改进。结果表明,锚定载荷的不平均性得到了改善,提升了锚定的安全性,可为其他类型港口起重机的锚定支架设计提供参考。     

基于不同国家规范的半潜式钻井服务支持平台风载荷计算及对比研究

风载荷是海洋平台设计载荷之一,对平台稳性起着至关重要的作用,同时也关系到平台结构的安全,确定平台在不同工况下的风力与风倾力矩值具有重要的工程意义.文中以半潜式钻井服务支持平台BT-3500 TSV为研究对象,采用中国船级社(CCS)、挪威船级社(DNV)和美国船级社(ABS)3种规范,对平台在4种典型工况下的风载荷进行了计算,对比了不同规范对风载荷计算结果的差异,分析和归纳了不同风向角下平台风倾力矩的变化趋势.     

浅析总纵弯曲对舷墙强度的影响

本文介绍了使用有限元分析总纵弯曲对舷墙结构影响的具体过程,论述了载荷工况的选取、边界条件的确定、结构强度的评估标准等内容,对计算结果进行对比分析从而为日后的设计校核提供一定的依据。     

蒸汽冷却器强度计算及疲劳分析

蒸汽冷却器是采用直流锅炉的船用蒸汽动力装置的关键设备,主要用于保证直流锅炉汽水系统启停和低负荷工况稳定运行,其安全可靠运行直接关系到整个动力装置的安全可靠性.本文在对蒸汽冷却器传热管进行适当简化的基础上,利用ANSYS软件对蒸汽冷却器的2种载荷工况进行了有限元分析,计算出了每根传热管各个部分的动态应力应变特性,并根据其材料的低周疲劳应力--寿命曲线,对传热管的疲劳强度进行了校核,可以为蒸汽冷却器设备的设计、运行及使用提供技术指导.     

半潜式平台结构屈曲强度评估

半潜式平台是海洋工程领域重要的浮式装置,采用直接计算法对某半潜式平台结构的屈曲强度进行了评估.首先,对半潜式平台结构进行有限元模型化,然后根据海况不同将静水、正常工作和风暴自存三种状态划分为48种计算工况,利用频域内的三维线性水动力理论和设计波法计算半潜式平台在各工况下的波浪载荷,同时考虑各工况下的莫里森力、风载荷、锚链预张力、吊车载荷和钻井载荷等载荷,进而计算平台在48种工况下的应力响应.最后根据ABS规范对平台结构进行屈曲强度校核.结果表明,屈曲强度是平台结构强度的重要指标之一,应在设计时给予合理评价,评估结果可为半潜式平台设计开发提供参考.     

高速双体船舶舾装件抗风结构疲劳损伤分析

常规疲劳损伤分析方法,判定不同线型构件对风载荷的影响时,构件尺度参数计算值存在偏差,导致获取响应应力值偏差较大。针对这一问题,提出高速双体船舶舾装件抗风结构疲劳损伤分析方法。建立舾装件抗风结构有限元模型,加载风载荷到结构模型,计算船体形状修正系数,修正抗风结构尺度参数,反映舾装件线型对载荷的影响,得到不同疲劳工况下,载荷承受体的响应应力变化规律,累积应力损伤,确定船舶航行周期内的疲劳损伤。设置3组疲劳工况,进行对比实验。结果表明,设计方法相比常规方法,应力值误差分别减小0.21%,0.15%,0.11%,提高了响应应力值的获取准确度,更有助于疲劳工况下应力损伤的判定。     

大型半潜船舱段有限元工况设计研究

半潜船作为特种运输船舶,为实现其运输能力,相较于油船、散货船和集装箱船等典型运输船,具有独特的船型特点.由于大型半潜船运输货物复杂多样,故船级社目前对于半潜船并无明确的计算工况要求.文章对大型半潜船的甲板设计载荷和工况组合进行研究,总结了大型半潜船甲板载荷和工况设计的基本思路,并提出典型的设计工况需考虑的问题,以保证工况设计既能满足船舶的典型装载需要,又不会因过于保守而影响半潜船构件设计以及船舶的载货指标.     

C型独立液舱的疲劳载荷及工况组合

对C型独立液舱的疲劳载荷及工况组合进行讨论,结合C型液舱的设计原理,给出了疲劳计算工况及组合因子,基于修订版IGC定义的三维加速度椭球法给出对应最大应力幅值的疲劳载荷计算方法,并介绍IACS推荐使用的载荷分布模型。对于C型独立液舱结构抗疲劳设计具有重要参考意义。     

发电机转子绕组端部固紧结构的设计校核

主要针对发电机转子绕组端部的离心力进行分析,针对性地设计了一种绕组端部的固紧结构——护环、中心环固紧结构,通过对稳态运行工况下的受力分析,并根据相关零部件的胀量确定了护环和中心环尺寸及相应位置的配合公差,最后进行了静态工况下的强度校核.结果表明可确保转子绕组端部可靠固紧.通过本文计算校核,结果表明该型式的绕组端部固紧结构设计合理可行,可为后续电机相似绕组端部固紧结构的设计校核提供借鉴.     

静态脐带缆安装工况参数分析

结合工程实例对静态脐带缆安装工况下的基本力学问题进行了归纳分析,依据海洋管线设计规范计算了脐带缆简化模型关键力学参数,对脐带缆安装工况下的水动力性能进行了分析。通过等效刚度替代原则建立了钢管脐带缆有限元简化模型,重点对比分析了摩擦力对脐带缆应力分布的影响,当缆体承受较大弯曲载荷时可忽略摩擦对脐带缆应力计算的影响。不同拉弯组合载荷作用下脐带缆最大应力均出现在0.025 4 m钢管受拉面,依据计算结果提出了钢管脐带缆的简化设计意见。     

深水半张紧系泊系统设计研究

对比分析作业水深、锚基础垂向负载能力与平台许用水平偏移量等因素对深水半张紧型系泊缆结构设计的影响。以1座深水FDPSO平台为例,分别采用悬链线与半张紧型模式对其进行系泊设计,并采用准静力法对系统整体的动力响应进行分析。结果表明:与传统的悬链线系泊系统相比,半张紧型系泊系统可有效降低系泊水平辐射距离,并节约可变载荷,减少整体用钢量,但会增加系泊回复刚度中的非线性效应,可能导致缆绳张力的突然增大,设计阶段应予以重视。     

地质调查船月池结构局部强度评估及优化

采用直接计算法对地质调查船的月池结构强度进行评估。对调查船全船建立有限元模型,并对月池结构进行细化;考虑月池区域局部载荷最大的工况,利用频域内的三维势流理论和设计波法计算地质调查船在各工况下的波浪载荷,同时考虑各工况下月池结构处井架支脚的支反力,进而计算月池结构在不同工况下的应力响应。参考散货船结构强度直接计算分析指南对月池结构强度进行评估,对不满足许用应力标准的结构给出了优化方案并进行了进一步的校核。结果表明,三维势流理论和设计波法为带有月池结构的船舶波浪载荷的计算提供了有效的技术手段,采用直接计算法所得到的评估结果可为该类船舶的设计开发提供参考。     

北非某码头原油装船管路系统水锤防护设计

基于AFT Impulse软件对原油装船管路系统进行停电工况和火灾工况下的水锤模拟,根据计算结果进行合理的防护设计。结果表明,在停电工况下,所有的输油泵停止运转,此时产生的最大水锤波压力小于管道设计压力,无爆管危险。但为避免最小瞬态压力低于原油饱和蒸汽压,可对输油泵进行联锁控制,依次延时停泵。在火灾工况下,停泵的同时关闭所有ESD阀和PERC阀,此时管路中的最大水锤波压力大于管道设计压力,需安装水锤消除器降低水锤波压力,以保证管道的安全运行。     

多工况应力下船舶多载荷作用下连续体结构拓扑优化

在多载荷作用下,为使船舶连续体结构的拓扑算子与工况应力条件保持统一变化趋势,提出多工况应力下的新型船舶连续体结构拓扑优化方法。受限选取适宜的船舶载荷变量,再根据连续体结构的单元密度过滤条件,设置多载荷拓扑空洞值,最后在计算船舶连续体结构刚度的基础上,对整体优化流程进行完善,完成多工况应力下船舶多载荷作用下连续体结构拓扑优化方法的搭建。对比实验结果表明,在多载荷作用下,应用新型优化方法后,船舶连续体拓扑结构与工况应力条件间的最大影响参量可达1.24,远超理想最大影响参量0.66,使船舶连续体结构的拓扑算子与工况应力条件达到高度统一状态。