基于拓扑优化的油船货舱结构设计研究

研究油船货舱结构拓扑优化设计和普通构件级结构拓扑优化设计的不同点:如设计变量数目多、约束条件多、计算工况多以及计算工况之间应变能差异等。为使普通计算机也能运行舱段结构拓扑优化计算并得到清晰拓扑构型的结果,有必要对舱段拓扑优化设计的优化对象、单元类型、初始板厚、工具方法、约束条件、体积分数、工况加权权值等主要控制参数进行研究。文中给出工程上适用的舱段拓扑优化基结构建模方法和计算方法,并以某一单纵舱壁型VLCC为例,分别采用SIMP法和BESO法给出舱段主要支撑结构拓扑优化的清晰构型。     

基于激光测距技术的舱壁挠度监测系统开发及试验验证

对不同类型的激光测距原理进行分析比较,并根据舰船舱壁扰度监测的应用场合,选择三角测距法作为系统设计的基本原理。对监测系统的设计、安装方式和工作原理进行阐述,并根据舱壁扰度监测系统的需求对关键或核心器件、数据通信模式进行分析和选择。在试验室环境下开展位移定量和挠度模拟试验,验证系统的精度和重复性等。试验结果表明,基于激光测距技术的舱壁扰度监测系统能有效监测舱壁挠度的变化,但在实船上应用时,需考虑其环境适应性。     

进水工况下密性舱壁上的动载荷分析

为了进一步完善结构共同规范(Common Structural Rules,CSR),分析了CSR关于进水工况下密性舱壁上的动载荷计算公式.以某型油船为例,对比了不同版本CSR规范下该载荷计算值的差异,研究了规范变更对结构设计的影响,分析了现行CSR规范下该载荷计算公式的特点和缺陷,并给出了相应的修正方法.     

混合动力船天然气加注过程的风险分析

当船舶停靠加注天然气时,LNG泄漏发生燃爆时,对电池舱中锂电池会带来一定的风险.在LNG加注过程中,对各种情况下LNG发生泄漏、燃烧以及爆炸的影响强度与范围进行了分析,进而对电池舱中锂电池的风险进行了评估.在加注过程中,电池舱采用A-60级防火舱壁可有效阻止因LNG泄漏而引发的燃爆的燃烧影响,而LNG爆炸并不会波及到电池舱.     

舱壁打孔的环肋圆柱壳振动性能分析

为研究舱壁打孔对结构振动性能的影响,以环肋圆柱壳为研究对象,采用有限元法,计算结构在不考虑开孔加强结构的条件下,改变圆形孔的大小、位置、数量以及含圆形孔的舱壁数量时的均方法向速度级,得到不同工况下整个结构的均方法向速度级频率响应曲线。数值计算结果的比较和分析表明:激振频率在150～350Hz时,4种工况对模型均方法向速度级影响不大;350～1 000 Hz时,在部分激振频率下,4种工况对模型均方法向速度级的影响变大。可见舱壁开孔在满足工程需求的同时,也可有效减少艇体质量,但同时也会一定程度地改变结构振动特性,须在潜艇实际设计中予以考虑。     

不锈钢化学品船槽型舱壁选型的分析

以38000 DWT不锈钢化学品船为例,介绍了不锈钢化学品船在设计过程中,槽型舱壁选型的分析和研究.比较了水平槽型和垂直槽型在不锈钢重量,舱容影响,使用和维护,施工难易和结构可靠性等多个方面的优劣,为同类船舶的结构设计提供参考.     

大型集装箱船横舱壁结构形式探讨

横舱壁作为集装箱船的重要结构之一,不仅要支撑货舱导轨,还要支撑其上部的舱口盖、绑扎桥及上面堆放的集装箱。与其他船型相比,集装箱船的甲板具有大开口特性,船的横向强度及扭转强度更多地依赖横舱壁。集装箱船其他区域的结构形式相对较为固化,但其横舱壁的结构形式具有多样性,文中介绍了集装箱船横舱壁的三种主要形式(垂直式、水平式、混合式),并进行对比分析,从而有助于设计相关设计人员根据货舱实际装箱情况,选取合适的横舱壁形式。     

冲击毁伤载荷作用下新型舰船舱壁结构型式研究

本文对高速破片与冲击波载荷联合作用下典型舰船舱壁结构的动态响应过程进行数值模拟研究。基于结构吸能和破片平均剩余速度的评判标准,对比分析3种新型夹芯板双层舱壁(I型、X型、V型)抗冲击毁伤特性。研究结果表明,在相同高速破片与冲击波载荷联合作用下,破片穿透V型夹芯板双层舱壁结构的平均剩余速度最小,并且V型夹芯板结构吸能最多;3种新型夹芯板舱壁结构抗冲击性能均强于典型单层舱壁结构。     

船舶静动力学性能多目标优化

为了减少某船舶制造成本以及提高乘坐舒适性,本文以某船舶结构为研究对象,基于板壳理论建立其舱壁结构有限元模型,并对其进行参数化设计。采用Matlab软件对fem求解文件进行二次开发,得到参数化的有限元求解文件,并对其进行最优化设计,加权目标函数经过120次迭代后达到收敛。在满足各静力学与动力学指标的前提下,舱壁结构质量减轻14%左右,达到了较好的效果。     

垂直气电焊在1714箱船纵舱壁的应用

1714箱集装箱船纵舱壁对接板厚薄悬殊，焊接质量难以保证，经采取相应工艺措施。确保了垂直气电焊在该船的纵舱壁立对接中的实施。