建立船体结构疲劳设计曲线的贝叶斯方法

基于船体结构疲劳试验的小样本特点,探讨了建立疲劳设计曲线(S-N或P-S-N曲线)的贝叶斯方法.将传统疲劳模型中的未知参数处理成离散型随机变量,利用贝叶斯公式求出参数向量的后验概率密度,在此基础上建立不同存活率下的贝叶斯疲劳设计曲线方程并编程求解.算例表明,贝叶斯方法不仅弥补了样本小带来的统计误差,而且合理解决了疲劳试验数据中的越出问题.     

舰船材料疲劳统计分析中的贝叶斯方法

讨论了舰船材料疲劳统计分析中的贝叶斯方法,将疲劳模型中的未知参数作为随机变量处理,利用贝叶斯定理求出参数的后验分布密度,然后建立不同存活率下的贝叶斯疲劳曲线的求解方程;最后再编程进行计算,结果表明,贝叶斯方法既考虑了统计上的不确定性,又合理解决了疲劳试验数据中的越出问题。     

弯曲载荷作用下含切口T型节点表面裂纹应力强度因子计算

含裂纹修理切口T型节点的切口底部易于产生疲劳损伤,因而需要对该处新萌生的表面裂纹的疲劳寿命进行估算,以评判下次检修的时间.本文采用基于线弹性断裂力学的有限元方法,对弯曲载荷作用下于修理切口底部产生的表面裂纹最深处的应力强度因子进行了计算.计算结果表明,对于同一类型节点,在相同裂纹深度下,裂纹底部的应力强度因子随着a/c的减小而增大.进而,根据修理切口的不同形状,给出了一组具有一定工程适用范围的回归公式.根据基于线弹性有限元计算结果得出的经验公式,对含修理切口T型节点切口底部萌生的表面裂纹扩展规律进行分析,得出了不同裂纹深长比下,裂纹深长增量比随裂纹深度的变化曲线.在数值计算的基础上,采用船用普通钢制备的试件,对切口底部萌生的表面裂纹进行试验研究,描述了在交变弯曲载荷作用下裂纹形貌的变化规律.试验结果表明,试验数据点与计算曲线相比,具有较高的一致性,验证了根据有限元计算结果提出的拟合公式的精度.     

舰艏结构的碰撞损伤性能研究

船舶碰撞事故往往会引起被撞船的船体结构严重损坏,并且威胁船上人员的生命安全.在船一船碰撞中被撞船的损伤程度取决于两个方面:一是舷侧结构的碰撞性能;二是撞击船艏结构的相对刚度.船舶的艏部结构刚度一般远远高于舷侧结构的刚度,在船舶碰撞研究时,通常将撞头理想化为刚体,不考虑其损伤变形和能量吸收,这样做实际上过于保守.本文针对舰船,主要研究舰艏结构的碰撞损伤特性,将撞击舰艏作为可变形结构进行数值仿真研究,得到了一些艏部变形的规律.     

滚装船的弯扭强度全船有限元分析

由于滚装船有着不同于常规船舶的结构特点,有必要对其进行全船弯扭强度精确计算.本文以一艘1万吨级的滚装船为研究对象,应用DNV的SESAM软件建立全船有限元模型,并进行波浪随机载荷的长期预报,然后在此基础上导出设计波参数组,最后在全船有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布和变形结果.通过全船模型的有限元计算,获得了该船结构强度的详细信息.对滚装船的设计和强度分析有一定的参考价值.     

LNG热物性参数在温度和压力变化下计算方法研究

由于目前对液化天然气(LNG)迁移性质的实验和理论研究都很不充分,在系统总结以甲烷为代表的超临界液化天然气热物性参数在温度和压力变化下多种计算方法的基础上,探讨以状态方程法为重点的热力学性质计算。分析发现,对应态方法通用性好,适用范围广,计算精度高;应用对应态方法和经验关联式开展LNG迁移性质计算。     

一种新型抗搁浅双层底结构

油轮双层底结构的抗搁浅设计对于防止石油泄漏、保护海洋环境具有十分重要的意义.本文提出了一种新式的抗搁浅YF双层底结构,利用数值仿真方法分析了该新式结构的损伤变形、搁浅力和能量耗散,并与原结构进行了比较.研究表明,YF双层底结构比原结构具有更大的吸能能力和抗搁浅能力.     

高能搁浅下双层底结构的损伤特性研究

船舶搁浅事故会引起船体破损、环境污染和人员伤亡等严重后果.研究船舶搁浅,不仅有利于海上生命安全、防止海洋污染,还可为船体结构的抗冲击设计及规范航运繁忙区域中船舶的航速、操作规程提供一定的依据.本文用数值仿真法研究了船舶高能搁浅中的内部力学问题,分析了典型双层底结构的损伤变形、受力和能量耗散等结果,提出了一种新式的抗搁浅YF双层底结构,并与原结构进行了比较.研究表明,损伤变形集中于结构与礁石相接触的区域,高能搁浅内部力学问题的研究可以主要考虑局部的船体结构;肋板的存在显著增加了船底结构的抗搁浅能力;高能搁浅过程中,由于垂直方向的接触力,礁石对双层底的垂向贯入量会略有减小;当纵桁远离搁浅区域时,它的吸能能力无法发挥,抗搁浅作用很弱;YF双层底结构比原结构具有更大的吸能能力和抗搁浅力.     

船舶上层建筑整体吊装强度有限元分析

利用MSC.Nastran软件对105000DWT油船上层建筑吊装前(A甲板的围壁约束)以及整吊两种工况下结构在自重作用下的响应进行了有限元分析,合成得到了吊装引起的上层建筑的结构响应.计算分析表明文中提出的吊装方案可行,结构响应满足强度要求.通过有限元计算分析得到的有关结论可用于指导大型上层建筑吊装方案的设计及优化;根据结构响应的特点可提出合理有效的结构加强措施,保证整体吊装的顺利完成.     

弹性回转体入水砰击载荷预报

采用数值仿真方法分析三维弹性回转体的入水问题,分析不同厚度的回转体的砰击压力峰值的变化规律;讨论以一定初速度入水时结构弹性模量对砰击压力峰值的影响;分析了砰击压力峰值随初速度的变化规律.计算结果发现,弹性回转体的砰击压力峰值随厚度、弹性模量以及速度的增加而增加.提出了随结构厚度、弹性模量和初速度变化的弹性回转体砰击压力峰值的预报公式.