潜艇外部耐压液舱结构优化设计

提出了准同心圆式潜艇外部耐压液舱结构是一种优良实用的结构型式,给出了这种结构基于近似解析法和基于有限元应力分析的结构优化设计方法。典型实例表明,准同心圆式结构优化设计方案优于传统结构设计方案,基于有限元优化设计方案优于基于解析法的优化设计方案,液舱壳板单层加纵骨结构优化设计方案优于双层加纵骨结构优化设计方案。     

潜艇外部耐压液舱结构优化设计

提出了准同心圆式潜艇外部耐压液舱结构是一种优良实用的结构型式,给出了这种结构基于近似解析法和基于有限元应力分析的结构优化设计方法。典型实例表明,准同心圆式结构优化设计方案优于传统结构设计方案,基于有限元优化设计方案优于基于解析法的优化设计方案,液舱壳板单层加纵骨结构优化设计方案优于双层加纵骨结构优化设计方案。     

潜艇外部耐压液舱结构优化设计

提出了准同心圆式潜艇外部耐压液舱结构是一种优良实用的结构型式,给出了这种结构基于近似解析法和基于有限元应力分析的结构优化设计方法.典型实例表明,准同心圆式结构优化设计方案优于传统结构设计方案,基于有限元优化设计方案优于基于解析法的优化设计方案,液舱壳板单层加纵骨结构优化设计方案优于双层加纵骨结构优化设计方案.     

基于MATLAB的潜艇耐压液舱结构优化设计

本文以MATLAB为平台,进行了同心圆和准同心圆式潜艇耐压液舱结构的优化设计。计算结果与有限元计算结果相比偏于安全,两种结构形式的优化结果比较接近,考虑到工程实际,准同心圆式潜艇耐压液舱结构值得推荐。     

潜艇耐压液舱区域有限元应力计算

针对目前潜艇耐压液舱结构应力解析公式精度不高的情况,根据其受力特点建立了同心圆和准同心圆式耐压液舱结构有限元分析的力学模型,编程通过实例计算表明自编有限元程序可靠性很高,可单独作为一个模块取代传统的近似解析法进行应力分析及后续的优化设计。     

耐压液舱新型结构型式研究

提出了一种耐压液舱的新型结构形式--准同心圆式耐压液舱.这种结构的强度、稳定性、抗疲劳性能好,还便于布置,基于近似解析法的结构优化设计结果偏于安全,可供潜艇结构设计部门方便引用.     

耐压液舱新型结构型式研究

本文提出了一种耐压液舱的新型结构型式－准同心圆式耐压液舱，这种结构强度高，稳定，抗疲劳性能好，便于布置，基于近似解析法的结构优化设计结果偏于安全，可供潜艇结构设计部门方便引用。     

耐压液舱新型结构型式研究

提出了一种耐压液舱的新型结构形式－准同心圆式耐压液舱，这种结构的强度，稳定性，抗疲劳性好，还便于布置，基于近似解析法的结构优化设计结果偏于安全，可供潜艇结构设计部门方便引用。     

耐压液舱结构的模型试验研究

对传统式和准同心圆式两种外部耐压液舱结构进行了模型对比试验。结果表明,在弹性阶段,准同心圆式耐式舱耐压船体的应力沿圆周方向趋 于均匀化,最大应力明显低于传统式耐压液舱相应位置处的同类应力;随着静水外压的增加,模型结构从局部屈服到塑性区扩展,应力重新分布,直至发生轴对称屈服破坏,未见失稳特征。模型试验结果与有限元解吻合良好。     

耐压液舱结构的模型试验研究

对传统式和准同心圆式两种外部耐压液舱结构进行了模型对比试验.结果表明,在弹性阶段,准同心圆式耐压液舱耐压船体壳板的应力沿圆周方向趋于均匀化,最大应力明显低于传统式耐压液舱相应位置处的同类应力;随着静水外压的增加,模型结构从局部屈服到塑性区扩展,应力重新分布,直至发生轴对称屈服破坏,未见失稳特征.模型试验结果与有限元解吻合良好.     

潜艇耐压液舱结构稳定性的初步研究

用有限元法分析研究潜艇耐压液舱结构的稳定性问题，通过实例分析，证实所采用的应用软件是可靠的，并指出了该区结构不存在总稳定问题，保证应力强度的耐压船体壳板，密加纵骨的耐压液舱壳板及密设加强筋的实肋板局部稳定性都是有保护的。由此可见，耐压液舱结构稳定性不是矛盾的主要方面，结构的安全性主要受制于应力强度。这些结构对耐压液舱结构的设计有重要意义。     

潜器耐压液舱结构有限元分析

应用有限元方法对纵骨式耐压液舱结构进行系列计算,通过多参数多工况方案对比分析,详细讨论了耐压壳板半径、液舱壳板半径、耐压船体壳板板厚、液舱壳板板厚、相邻实肋板间距、相邻纵骨间距等参数对液舱壳板和耐压船体壳板结构强度和稳定性的影响,研究结果可供潜器耐压液舱结构设计参考,并为进一步完善耐压液舱结构的理论计算方法提供依据。     

耐压液舱结构强度与稳定性

应用有限元方法对纵骨式耐压液舱结构进行系列计算,通过多参数多工况方案对比分析,详细讨论了耐压壳板半径、液舱壳板半径、耐压船体壳板板厚、液舱壳板板厚、相邻实肋板间距、相邻纵骨间距等参数对液舱壳板和耐压船体壳板结构强度和稳定性的影响,研究结果可供潜器耐压液舱结构设计参考,并为进一步完善耐压液舱结构的理论计算方法提供依据.     

双壳型船体结构稳态温度场和温度应力

用简化解析方法和有限元数值方法,分析了双壳型船体货舱区域在运载高温液货时的稳态温度场;根据船体结构的温度分布,用有限元法计算了其温度应力,同时与货物压力、海水静动压力、总纵弯矩等载荷作用下的结构应力做了比较。研究结果表明：在货舱结构温度场分析中用简化分析方法和有限元数值方法所得的计算结果相当一致;高温液货大幅度增加船体结构的纵向应力和横向应力,同时加剧结构不连续处的应力集中;槽型舱壁可以有效地释放     

DNV GL新规范对大型集装箱船结构设计的影响

从总纵强度、舱段有限元和典型结构局部强度三个方面解析了DNVGL规范与GL规范在集装箱船结构方面的内容差异。以一艘14500TEU集装箱船为算例，分析了DNVGL规范对大型集装箱船结构设计的影响。结果表明，DNVGL规范对于集装箱船的总纵强度和舱段有限元提出了更高的要求，而在压载舱边界结构和艏部砰击方面的要求相对于GL规范有所降低，存在一定的优化空间。     

Development of a finite element modeling system for ship structures

In ship structural design, many structural analyses by the finite element method are carried out on models at several different scale levels; for example, a whole ship, cargo hold parts, and detailed structures. However, one serious problem with this design and analysis process is that the generation of the finite element models for a complex configuration is very difficult and laborious. To overcome this problem, an object oriented, finite element modeling system, MODIFY, has been developed by the authors. In this paper, the concept of the finite element modeling system and the techniques for the construction of the system are explained. First, the object oriented data structure of the system, based on the Part-Object concept, is proposed. In this concept, not only the geometry of the domain but also the analytical conditions, such as boundary conditions and material properties, and the finite element model, are represented by the object oriented data structure. By using this data structure, effective finite element model generation can be expected. Second, a mesh generation algorithm based on the frontal method is described. The original frontal method by S.H. Lo was improved for application to three-dimensional curved surfaces. A new inner node placement technique to make quadrilateral elements around stress concentrated areas is also proposed. These techniques are suitable for ship structures, and more accurate results from the finite element analysis can be expected. Moreover, the parallel mesh generation is implemented in MODIFY by using the client-server concept to accelerate mesh generation. Third, a prototype system for the automatic finite element model generation for different analysis levels is proposed. The system is based on the concept of the PD part, which is the part in the design and production stage, and automatic computing of the intersection between PD parts. The validity of this system is demonstrated by some examples.     

Development of a retrofit layer with an embedded array of piezoelectric sensors for transient pressure measurement in maritime applications

Measurement of transient pressure distribution on maritime structures is important for the assessment of the hydrodynamic loads applied. The commonly used pressure sensors are mostly bulky, need to be bolted to the structure, and/or only provide point-wise measurements. In this paper, an elastic matrix layer with a network of embedded piezoelectric sensors is proposed to address these issues. For experimental validation, a 400 × 400 × 5 mm epoxy layer is fabricated embedding 25 piezoelectric sensors on a square grid in accordance with Gauss-Lobatto-Legendre points. A finite element based inverse procedure is developed to reconstruct the pressure field from the electric potentials measured by the piezoelectric transducers. Feasibility of the concept is evaluated by measuring and reconstructing the pressure field generated by a travelling wave in a water tank. Sensitivity of the layer is also investigated through the experiments. The results indicate that the retrofit layer is capable of pressure field reconstruction, and that the presence of disturbances on the sensing surface does not affect the measurements in a notable way, while non-ideal conditions of the mounting can have a significant impact on the accuracy of the measurements. The results highlight the potential of the concept in pressure distribution measurements.     

实肋板式耐压液舱结构计算方法研究

应用弹性力学经典理论和求解环肋柱壳的传统方法,将耐压液舱结构的几种结构形式综合成统一的力学模型,进行整体求解,获得各应力解析表达式;提出了液舱区耐压船体壳板极限承载能力及波舱壳板失稳压力的计算方法。力学模型清晰合理,求解简便,计算结果符合实际,可应用于工程设计。     

VLCC液舱晃荡仿真及结构响应

当船体在波浪中运动的频率与液舱内液体振动的固有频率相近时,舱内液体将会发生剧烈的运动,即晃荡产生了.在船舶结构设计中,必须要考虑这种晃荡载荷及结构的响应.该文针对一超大型油轮(VLCC)液舱晃荡问题进行了三维仿真模拟.在DNV基于压力的晃荡评估方法的基础上,提出了应用有限元方法和任意拉格朗日-欧拉耦合技术进行该船全生命期内液舱晃荡仿真及强度评估的工程实用的步骤方法.