超大型集装箱船绑扎桥数值模拟及结构优化

  目的  对超大型集装箱船绑扎桥结构而言,复杂的设计结构和恶劣的载荷环境对其可靠性提出了更高的要求。针对大型船舶结构可靠性分析时计算效率低、计算精度差等问题,提出基于改进梯度提升决策树—蒙特卡罗（GBDT-MC）方法。  方法  首先,通过Python库建立改进梯度提升决策树（GBDT）的近似模型,根据实验生成较少的样本点,并筛选位于失效面附近的样本点;接着,运用SMOTE算法合成新的样本点并参与有限元计算,进而结合原有的样本点形成训练集;然后,采用已训练的近似模型预测蒙特卡罗（MC）方法所产生的样本点信息,完成结构的可靠性分析;最后,运用算例验证改进GBDT-MC方法的可行性和准确性,并将其应用于超大型集装箱船绑扎桥结构的可靠性分析。  结果  计算结果表明：案例中超大型集装箱船绑扎桥在静态绑扎力作用下的失效概率误差为 3.5%,改进GBDT-MC方法的计算耗时为2.55 h,而MC方法则需要416.7 h,可见在允许的计算误差范围内,改进GBDT-MC方法可以大为缩减可靠性分析的计算时间。  结论  改进GBDT-MC方法能显著提高计算精度并缩短计算时间,可为结构可靠性的优化设计提供支持。     

超大型集装箱船绑扎桥强度校核与结构优化

随着超大型集装箱船的发展,绑扎桥的结构设计越来越复杂。文章在21000TEU超大型集装箱船典型绑扎桥设计的基础上,利用ANSYS软件计算了绑扎桥结构的强度和刚度。通过研究不同浮态,装箱条件以及最大设计载荷条件下结构的总体应力和变形情况,分析了关键位置的应力集中现象。并用这些分析结果指导结构优化,为绑扎桥结构的分析及结构设计提供具指导意见。     

超大型集装箱船绑扎桥结构强度分析

大型集装箱船的甲板堆重和绑扎桥高度均大幅增加,保证绑扎桥结构强度是设计的关键。针对某万箱级集装箱船,分析不同型式的绑扎桥结构特点,优化设计一型新型剪力墙式绑扎桥,满足英国船级社(LR)规范的相关要求。建立结构有限元模型,分析计算不同载荷工况下绑扎桥的结构强度,探讨绑扎桥的应力分布特点和不同绑扎桥布置方式对结构强度的影响,为绑扎桥结构设计提供参考。     

超大型集装箱船绑扎桥结构轻量化设计

为了有效降低绑扎桥重量对超大型集装箱船空船重量和重心的影响,针对某20 000 TEU集装箱船剪力墙式绑扎桥设计任务,根据某船级社规范要求和绑扎桥结构强度有限元计算分析的基本流程,依次从立柱优化、剪力墙优化、立柱和剪力墙对常规方案进行优化设计,结果表明,优化方案能满足船级社规范要求,且能有效降低绑扎桥的结构重量。     

超大型集装箱船绑扎桥选型及设计探讨

考虑到绑扎桥是超大型集装箱船的关键设备,其合理选型及设计关系到甲板上集装箱的堆装能力及系固安全性,以堆重指标、航线要求、集装箱布置为设计出发点,分析绑扎桥各个设计要点的关键因素,基于有限元方法进行绑扎桥的强度计算分析,探讨绑扎桥高度增加的经济性。     

超大型集装箱船绑扎桥精度控制建造工艺

结合20 000 TEU绑扎桥建造任务,分析各阶段精度监控点、精度控制方法、控制标准和要求,收集建造过程中变形及收缩数据,优化装配顺序、施工工艺、工法及补偿加放等,实现提升绑扎桥建造效率及精度质量水平的目标,保证绑扎桥建造精度满足设计要求。     

大型集装箱船绑扎桥结构优化设计

为有效降低大型集装箱船的空船重量,针对绑扎桥结构轻量化设计进行研究。以某14500TEU集装箱船为研究对象,根据船级社规范要求针对结构设计方案进行有限元计算分析,依次从剪力墙布置、立柱设置和局部尺寸优化等三个层次对原始方案进行优化设计。研究结果表明,优化方案在满足船级社规范要求、保证堆重指标的同时有效降低了绑扎桥的结构重量。本文的设计思路和优化方法可以为今后大型集装箱船绑扎桥的结构设计提供一定参考。     

集装箱船绑扎桥结构计算规范对比分析

以某14 500 TEU集装箱船绑扎桥为研究对象,按相关规范要求进行结构计算并对比结果,分析不同规范对绑扎桥结构设计的影响。结果表明,各规范在有限元模型和设计载荷方面要求差异较大;LR、DNV GL、CCS和BV规范对绑扎桥结构强度和刚度要求大于GL规范;有限元模型范围和边界条件对绑扎桥结构计算结果影响较大,在进行绑扎桥结构计算时应考虑船体对绑扎桥的实际支撑刚度。     

集装箱船绑扎及相关结构精度控制方法优化

介绍集装箱船绑扎试验的目的和流程,分析绑扎试验对绑扎桥、舱口围及其附件和舱口盖等部件的精度约束。制订绑扎及相关结构的舾装精度控制方案,开展数字模拟绑扎试验方法研究,缩短绑扎试验周期,提高精度管理效率,确保绑扎试验顺利完成。     

大型集装箱船绑扎桥振动特性

利用有限元法对13 500TEU集装箱船绑扎桥的振动特性进行研究。基于英国劳氏船级社针对绑扎桥振动评估的相关指南中的振动部分,评估绑扎桥的固有频率和结构振动响应。建立整船绑扎桥振动分析模型,研究超大型集装箱船绑扎桥的典型振动模态和固有频率特性,找出不同位置绑扎桥的受迫振动响应对应的激振力成分。针对英国劳氏船级社指南中有关模型范围、边界条件、评估衡准和激振源等的内容,对该绑扎桥振动分析模型的有效性进行深入论证,并给出船厂的建议。     

大型集装箱船绑扎桥改装工艺

文章对大型集装箱船绑扎桥升级改造,拆除原舱口围的3层绑扎桥,新做5层的绑扎桥,对新增改造绑扎桥进行结构分析,提出有效的码头吊装绑扎桥工艺.对预制绑扎桥分段提出要求,要求分段预制精度偏差±3 mm内.通过测量船舶纵向斜度及分段定位工装,在码头吊装新绑扎桥结构,定位精度、垂直度满足绑扎桥安装要求,最终完成了绑扎桥改装任务.     

集装箱船纵倾优化数值模拟

随着全球能源和环境问题越来越严峻,航运市场低迷和竞争的日益激烈,节能减排已成为航运业的迫切需求。船舶纵倾优化具有成本低、易实现和效果佳等优点,是一种更好的节能减排方法。以KCS集装箱船在设计吃水时平吃水状态为基础,对船舶分别进行不同纵倾状态调节,利用RANS方法和切割体自动划分网格技术,计算船舶在不同首倾和尾倾状态下的阻力数值。结果表明,在不考虑水深影响的情况下,KCS集装箱船在不改变船舶航速、载重量的前提下,可以通过纵倾优化调节减少船舶阻力。     

集装箱船纵倾优化数值模拟

随着全球能源和环境问题越来越严峻,航运市场低迷和竞争的日益激烈,节能减排已成为航运业的迫切需求。船舶纵倾优化具有成本低、易实现和效果佳等优点,是一种更好的节能减排方法。以KCS集装箱船在设计吃水时平吃水状态为基础,对船舶分别进行不同纵倾状态调节,利用RANS方法和切割体自动划分网格技术,计算船舶在不同首倾和尾倾状态下的阻力数值。结果表明,在不考虑水深影响的情况下,KCS集装箱船在不改变船舶航速、载重量的前提下,可以通过纵倾优化调节减少船舶阻力。     

超大型集装箱船货舱箱角结构优化

针对超大型集装箱船货舱台阶中间设置角隅的情况,选择两种典型的箱角结构设计方案,以某两万箱级超大型集装箱船为例,通过结构强度有限元分析方法计算两种方案箱角结构的屈服强度,以谱分析疲劳评估方法计算平台角隅的疲劳寿命,分析两种方案的优缺点,为超大型集装箱船的结构设计提供合理的参考。     

9400 TEU集装箱船绑扎桥检验要点

为给船员和码头工人提供安全的绑扎作业环境、确保集装箱安全系固和降低坠海风险,以《货物堆装和系固安全实用规则》(CSS Code)最新修正案MSC.1/Circ.1352/Rev.1生效后首批建造的9 400 TEU集装箱船绑扎桥为例,对该通函相关技术要求和现场检验关注事项进行解读和总结。对国内船厂更好地执行通函要求,不断提高超大型集装箱船的建造质量,给出技术提示。     

集装箱船绑扎桥立式总组技术研究

为了解决集装箱船绑扎桥卧式总组占用大量施工场地的问题,以9400 TEU集装箱船为研究对象,提出了绑扎桥立式总组的方案.首先从分段划分、堆场压力等方面对该方案的可行性进行了分析,然后讨论了立式总组技术的具体做法和特点,最后从场地占用情况、变形情况等方面将新型立式总组与卧式总组的成效进行对比.研究结果表明:立式总组技术使...     

基于改进梯度提升决策树—蒙特卡罗法的超大型集装箱船绑扎桥可靠性分析

[目的]对超大型集装箱船绑扎桥结构而言,复杂的设计结构和恶劣的载荷环境对其可靠性提出了更高的要求。针对大型船舶结构可靠性分析时计算效率低、计算精度差等问题,提出基于改进梯度提升决策树—蒙特卡罗(GBDT-MC)方法。[方法]首先,通过Python库建立改进梯度提升决策树(GBDT)的近似模型,根据实验生成较少的样本点,并筛选位于失效面附近的样本点;接着,运用SMOTE算法合成新的样本点并参与有限元计算,进而结合原有的样本点形成训练集;然后,采用已训练的近似模型预测蒙特卡罗(MC)方法所产生的样本点信息,完成结构的可靠性分析;最后,运用算例验证改进GBDT-MC方法的可行性和准确性,并将其应用于超大型集装箱船绑扎桥结构的可靠性分析。[结果]计算结果表明:案例中超大型集装箱船绑扎桥在静态绑扎力作用下的失效概率误差为3.5%,改进GBDT-MC方法的计算耗时为2.55 h,而MC方法则需要416.7 h,可见在允许的计算误差范围内,改进GBDT-MC方法可以大为缩减可靠性分析的计算时间。[结论]改进GBDT-MC方法能显著提高计算精度并缩短计算时间,可为结构可靠性的优化设计提供支持。     

超大型集装箱船的设计优化

本文以大连船舶重工集团有限公司自主研发设计的一系列集装箱船为基础,分析了超大型集装箱船的总体性能和结构特性及航线和货物特点,阐述了与总体性能、分舱、结构设计、集装箱布置和营运安全管理等有关的设计改进建议和优化措施,期望通过设计改进得到性能全面优化的超大型集装箱船。     

超大型干线集装箱船配载优化

针对远洋干线中超大型集装箱船(Ultra-Large Container Ship,ULCS)的多港口Bay位优化问题(Multi-Port Master Bay Plan Problem,MP-MBPP),提出以堆垛为基本计算单元的混合整数规划(Mixed Integer Programming,MIP)模型。该模型以倒箱数最少、靠港时间最短为目标,根据航段距离动态,考虑船舶的结构强度约束,满足冷藏箱、重大件货物和45英尺集装箱的装载需求。该模型使用商用求解器CPLEX进行求解,试验结果表明:该模型可针对21 000 TEU集装箱船多港口配载问题高效地给出可行解,为船舶大数据智能运维平台国产化解决方案的制订提供理论基础。     

超大型集装箱船舷梯布置优化

针对超大型集装箱船舷梯在收纳和使用方面存在诸多不便的问题,提出一种新方案将舷梯内嵌在2甲板以上,优化船体结构形式满足实际使用。以一艘2万箱级超大型集装箱船为例,通过规范校核及全船有限元计算对舷梯区域船体结构的屈服、屈曲及疲劳强度进行验证。