在ANSYS中开发用响应面法求解结构可靠度的专用程序

ANSYS用于对结构作概率分析,可求得复杂结构的可靠度.但ANSYS采用的随机变量分布类型中无极值型分布,而工程结构所承受的实际载荷大多为极值型分布.为处理此类情形,该文用ANSYS自带的二次开发工具APDL语言开发了用响应面法求解结构可靠度的专用程序.与ANSYS的另一开发工具UPDFs相比,文中开发的程序完全独立于ANSYS核心程序,不用对其修改,不会影响其稳定性,故适用范围更广.为了方便使用,文中用VB程序编制了输入随机变量的类型及控制参数的交互界面,并自动生成可用于ANSYS以Batch mode方式运行所需的控制文件.对于计算中各随机变量相应设计点的变动过程,特别是非正态变量在验算点处的当量正态化,用AutoCAD中Visual LISP语言编制了相应的显示程序,部分实现了计算过程的可视化.     

独立B型LNG船液舱晃荡强度分析方法

为了保证液舱舱容大且无装载限制的新型独立B型LNG船在晃荡载荷下的强度满足使用要求,提出液舱结构晃荡强度直接分析方法.采用规范公式确定液舱晃荡载荷,根据该方法对液舱模型进行粗网格分析,进行典型区域横摇工况下超出应力许用值的精细网格分析.结果表明,该方法可以对独立液舱晃荡强度进行有效评估,其中的精细网格计算结果可真实反映高应力梯度区域的应力情况.分析结果可为液舱晃荡强度评估、液舱结构优化以及同类LNG船的设计开发提供参考.     

LNG船的疲劳强度计算与分析

本文基于S—N曲线法的疲劳累积损伤度原理，根据中国船级社(CCS)和挪威船级社(DNV)的船体结构疲劳强度指南，采用名义应力的疲劳计算方法，对一艘150000m^3LNG船进行了疲劳强度校核，对计算结果进行了分析，并提出了合理的建议。     

船体结构腐蚀模型对检测及维修规划的影响

提出了基于风险的船体结构腐蚀优化检测及维修的基本理论框架.最优的检测及维修,是在保证结构在设计工作寿命内的可靠指标大于最低可靠指标的基础上,使结构生命周期内总的期望费用最小.建立了检测、维修及失效事件的安全余量方程,推导了失效及维修概率的计算公式.在此基础上,以船体结构两种常用的腐蚀模型Paik模型和Guedes Soares模型为例,分析了两种模型对最优检测及维修策略的影响.其结果表明,腐蚀模型对最优的检测及维修次数和时间有明显的影响,但是对总的期望费用及失效概率影响不大,而且两种腐蚀模型得出的最优失效概率都是10-3.     

含初缺陷损伤圆拱的动力屈曲

由Hamilton原理导出考虑初始缺陷及横向剪切变形时裂纹圆拱的动力屈曲控制方程;应用断裂力学中常用的线弹簧模型将裂纹引入到屈曲控制方程中;基于B-R动力屈曲判断准则,采用数值方法求解了受径向均布阶跃载荷作用时裂纹圆拱的动力屈曲;对比讨论了不同载荷幅值、裂纹长度、初始几何缺陷大小等因素对圆拱动力屈曲性能的影响.     

深水半潜式平台大型生活区结构强度研究

结构安全是保证深水半潜式钻井平台在恶劣海况、复杂载荷作用下正常作业的基本前提,而大型生活区往往因参与平台总强度而发生结构损伤,开展对生活区危险区域结构强度和位置布置研究是半潜式平台安全作业运营的重要保障。采用随机性设计波方法确定波浪参数,开展含生活区的半潜式平台结构响应计算和变形分析,总结主导生活区高应力区域的典型波浪载荷工况。通过横向和纵向布置位置对比分析,总结生活区参与平台总强度的规律。结果显示,主导生活区结构强度的典型波浪载荷工况为中纵剖面扭矩和中纵剖面剪力工况;当生活楼前侧围壁与平台首部侧围壁齐平时,参与平台总强度程度较大;生活楼长度增加会增大其参与平台总强度程度;生活楼的长度应避免与平台立柱内侧板的间距相当;分析结果可为半潜式平台生活区设计提供技术支持。     

基于复变函数解法的桁材开孔腹板弹性屈曲分析

在船体梁总纵弯矩作用下,位于甲板和船底的纵桁承受着较大的轴向压力,而桁材腹板上的开孔将影响腹板结构的屈曲强度。腰圆形是桁材腹板开孔的常见形状,带这种开孔的板格屈曲计算是难以获得弹性屈曲解析解的,目前常用的算法是基于有限元的特征值屈曲分析。本文综合运用复变函数方法和Ritz法,形成了一种新的计算方法,它可以在较粗的背景网格下得到足够准确的弹性屈曲载荷。通过系统的敏感性计算对比,此方法的可用性得到了验证。     

LNG船双层壳内空气传热作用的模拟研究

分析大型液化天然气船温度场时，可以通过设定合理的对流耦合系数，模拟内外壳之间空气对于热传递的作用。依托通用有限元软件，开发出自动建模、边界条件设定、热力学解析计算、有限元循环判定计算等程序，最终输出对流耦合系数的专用计算模块。该计算模块可以自动搜索不同距离内外壳、不同环境温度下最合理的耦合系数，为进一步准确计算大型液化天然气船的温度场提供依据。     

船体总段对接焊缝结构疲劳寿命分析评估

船体的分段模块化建造模式正逐渐成为现代造船的主流模式.为充分发挥这一造船模式的效率和优势,分段合拢中的对接形式也从以往的"阶梯式"开始往"一刀齐"方式转变.本文根据中国船级社的船体结构疲劳强度指南,基于热点应力S-N曲线法的疲劳累积损伤理论,对某舰船的总段对接焊缝进行了疲劳强度和疲劳寿命的计算分析.结果表明,该舰船在总段合拢中采用纵骨与板同一截面的对接形式,其结构的疲劳性能与传统的纵骨与板交错布置的对接形式相当.本文结论为在区域造船总段合拢中推广纵骨与板同一截面工艺提供了参考依据.     

舰船火灾爆炸危险源风险评估

对舰船火灾爆炸的危险源识别以及各危险源的危险性进行评估,对增强舰船的生存能力具有重要的意义.运用FTA法识别舰船火灾爆炸事故的各类危险源,提出分类计算舰船火灾爆炸事故风险概率的方法,及分别计算火灾、爆炸危险性的方法,这对舰船火灾爆炸危险源的识别和防范具有一定的参考意义.