悬挂式铝合金整体壁板压杆的稳定性校核方法

[目的]悬挂式铝合金整体壁板结构在气垫船中得到了广泛应用,鉴于铝合金的弹性模量较低,且铝合金框架结构的失稳问题突出,因此需要对其稳定性校核方法进行研究。[方法]采用非线性有限元方法对悬挂式铝合金整体壁板的压杆进行稳定性分析,比较《海上高速船入级与建造规范》和《铝合金结构设计规范》中关于铝合金受压构件的稳定性设计公式和适用性。[结果]得出了悬挂式铝合金整体壁板压杆的失稳规律,并提出了压杆的校核方法和肘板布置方法。[结论]研究成果可用于指导悬挂式铝合金整体壁板结构的设计。     

铝合金整体壁板及悬挂式骨架系统在气垫船上的应用范围研究

铝合金整体壁板与传统铝合金焊接结构相比,前者能减少焊接变形,减轻结构重量。基于典型气垫船的船体线型特点,对铝合金整体壁板在气垫船上的应用范围进行梳理研究;针对悬挂式骨架系统自身特点和收集到的相关资料,从其局部强度、稳定性和局部振动特性与常规开切口式结构作对比计算、分析,在此基础上对悬挂式骨架系统气垫船应用范围进行研究,为铝合金整体壁板及悬挂式骨架系统在气垫船上的推广应用提供参考。     

加筋板格高级屈曲分析技术研究及软件开发

文章给出了基于弹性大挠度理论和刚塑性分析的加筋板格高级屈曲分析方法(EPM),该方法包括五种失效模式,即正交加筋板格整体屈曲、纵向加筋子板格整体屈曲、纵向加筋和带板的局部屈曲或屈服、纵向加筋的侧倾以及全部屈服,可以考虑初始挠度和残余应力的影响以及双向压缩和侧向载荷的联合作用。以EPM方法为核心开发了加筋板格高级屈曲分析软件系统,包括任务管理、数据输入、屈曲分析、结果查看、能力曲线和文件分析等六个模块。为验证EPM方法的精度进行了系列纵向加筋和正交加筋板格试验模型的比较计算,并计算了四种典型加筋板格的双向应力能力曲线,与板格极限状态分析（PULS）软件和协调共同结构规范（HCSR）方法进行了比较分析。结果表明EPM方法可以分析联合载荷等因素对加筋板格极限强度的影响,文中开发的软件系统可用于加筋板格高级屈曲分析。     

半潜式平台极限强度计算方法研究

以加筋板格第Ⅱ崩溃模式建立单元的应力应变关系,使用简化逐步破坏法编制相应计算程序.通过一系列经典模型的试算和试验值的比较,验证理论和程序的可靠性和正确性.与解析的经验公式进行比较,得出吻合的结果.在此基础上对半潜式平台整体结构的横向极限强度进行研究.     

无加筋平板极限强度的简化解析法与规范公式的比较

无加筋板是船舶结构的主要构件之一，船舶结构强度校核的一项重要内容就是校核各平板单元是否具备足够的强度储备。最近几年，作者们采用弹性大挠度理论和刚塑性分析相结合的简化解析方法，曾给出了板和加筋板格在联合载荷作用下的极限强度计算公式，并与部分实验值相比，吻合较好，但没有与目前船级社所采用的规范计算公式作过比较。现作这一比较工作，也包括与有限元分析的比较；同时对以前所开发的简化解析法又作了进一步的改进，文章报道这一改进结果。最后，采用上述三种方法，对影响平板极限强度的几个主要参数进行了研究，结果表明，简化解析法与规范计算公式吻合较好。     

复杂应力状态下无筋板格极限强度研究

无筋板格是波浪中航行船舶的基本结构单元,精确评估无筋板格极限强度对保证船舶结构安全性具有重要意义.本文基于弹性大挠度理论分析和刚塑性分析,给出了复杂应力状态下无筋板格极限强度计算方法;定性的研究了各参数对无筋板格极限强度的影响;比较了剪应力与其它应力作用的合成分析方法和分离分析方法,验证了分离分析方法的可行性和高效性;开展了本文方法与经验公式及ABS规范公式的比较研究.     

考虑腐蚀损伤的双体船连接桥结构极限强度分析

为了解腐蚀损伤对双体船连接结构桥极限强度的影响,采用有限元分析方法,通过数值模拟,计算分析考虑腐蚀情况下铝质双体船连接桥结构的极限强度,建立评估含有点蚀损伤的船体板格结构和加筋板结构极限强度的工程化方法,实船分析结果表明：腐蚀体积是影响板格及加筋板结构极限强度的重要因素,且当腐蚀体积较小时,连接桥区域结构存在不满足极限强度要求的情况。     

基于广义切线模量理论的铝合金加筋板结构轴压极限强度分析

研究铝合金加筋板结构的极限强度,有利于充分发挥铝合金材料的强度潜力和结构的后屈曲承载能力。本文将广义切线模量理论应用于铝合金加筋板结构的轴压极限强度计算,并推导了适用于加筋板的协调参数、极限弯矩系数及结构系数等相关参数的解析算式,建立了铝合金加筋板结构的强度利用率函数,从而得到结构的极限强度,进一步完善了广义切线模量理论在加筋板结构极限强度研究领域的应用。通过将广义切线模量法计算结果与经验公式、有限元计算结果进行比较,验证了其适用性与可靠性,可用于工程分析计算。     

气垫船铝合金整体壁板应用初探

气垫船的高速性特点决定了全船重量控制的重要性。在影响结构重量的主要因素中,材料的选择尤为重要,为此大、中型气垫船船体材料都采用铝合金。而传统铝合金焊接结构在实际应用中存在着焊接变形较大且难以控制,焊缝和焊接热影响区力学性能下降等不足。文章首先基于气垫船船体线型简单、平直的特点提出了铝合金整体壁板的概念,并由此引出悬架式骨架系统;其次分析了铝合金整体壁板的优点;此外,文中还在国外应用背景基础上总结了整体壁板应用注意事项;最后提出了应用及优化上亟待解决的问题,为后续研究及推广应用提供参考。     

五万吨级散货船压载水舱强度分析和板格屈曲计算

本文利用大型有限元分析软件MSC.NASTRAN,计算了五万吨级散货船的压载水舱总纵强度。在此基础上利用在MSC.NASTRAN的前处理程序MSC.PATRAN平台上开发的板格屈曲程序,计算了该舱段板格的屈曲。最后使用根据极限强度理论编制的EXCEL程序对不满足的板格重新进行了板格屈曲计算,并对两种结果进行了比较。通过压载水舱段的有限元计算,获得了该舱段结构强度的详细信息。     

铝合金舟桥结构设计与甲板力学性能研究

针对铝合金舟桥在设计、受力分析、制造工艺诸方面的技术难题,开展了“铝合金用于舟桥承重结构的设计研究”预先研究工作。通过分析和试验研究,选出5种符合舟桥结构特点和加工要求的国产铝合金材料,确定了它们的机械性能和本构模型,制定了铝合金舟桥实用的焊接制造工艺;根据铝合金材料和舟体受力特点,提出了铝合金舟体结构的设计原则和雏形;通过结构拓扑优化和尺寸优化,确定了铝合金甲板的设计方案;通过理论分析和试验研究,建立了舟体结构强度的有限元数值分析模型,分析了铝合金甲板极限承载力和破坏机理,并建立了合理的失稳模态计算模型。     

初始缺陷对加筋板结构极限强度的影响研究

采用非线性有限元软件Ansys研究包含3种初始缺陷加筋板结构在单轴压缩载荷作用下极限强度的变化趋势,即初始变形、残余应力和凹陷.以单筋单跨加筋板模型为研究对象,考虑初始变形,不同半径及不同速度的撞击球所形成的凹陷及残余应力对加筋板极限强度的影响.结果表明,初始缺陷的存在降低了结构的极限承载力,而且缺陷的叠加作用比单独缺陷存在时对结构极限强度的影响大;加筋板的极限强度随着凹陷深度的加深而减小;3种初始缺陷中,残余应力相对于初始变形和凹陷对结构极限强度的削弱影响更大.     

Compartment level progressive collapse analysis of lightweight ship structures

The continued development of large high speed ships, often constructed from aluminium alloy, has raised important issues regarding the response of lightweight hull girders under primary hull girder bending. In particular, the response of lightly framed panels in compression may be influenced by overall panel buckling over several frame spaces. Therefore, to provide improved ultimate strength prediction for lightweight vessels, an extended progressive collapse methodology is proposed. The method has capabilities to predict the strength of a lightweight aluminium midship section including compartment level buckling modes. Nonlinear finite element analysis is used to validate the extended progressive collapse methodology.     

铝合金船舶人字架安装工艺

介绍内河铝合金船舶人字架安装工艺,着重探讨连接板的结构、安装方法及其有待改进之处。提出连接板与铝合金船体联接时保证密封和避免电偶腐蚀的措施。     

新型立式铝-钢复合接头焊后性能实验研究

本文通过对新型立式铝—钢复合接头焊接后的抗拉强度、疲劳性能、抗冲击性能等实验研究，得出了新型立式铝—钢复合接头焊接后在力学性能上满足工程应用要求的结论。     

船体梁极限强度的近似计算

船体梁的总纵强度是反映船舶结构安全可靠的最基本的强度指标。船体结构极限强度评估对于船舶结构初步设计、使用、维护和维修都非常重要，因此船体梁极限强度研究成为近几十年来船舶工程界的热点研究课题之一。到目前为止有两种典型的加筋板和船体梁的极限强度分析方法，它们是直接计算法和逐步破坏分析法。本文基于加筋板单元的平均应力应变曲线和逐步破坏分拆方法，提出了加筋板和船体梁极限强度的简化分析方法，考虑了初始挠度和残余应力对加筋板单元极限强度的影响。数值结果表明，采用本文简化方法得到的结果与有限元计算结果或其它逐步破坏分析结果比较符合。     

船舶上层建筑铝合金分段焊接质量控制要点

14 400 t系列船的上层建筑设计为铝合金结构。根据铝合金材料特性及可焊接性，针对铝合金分段焊接难点，阐述铝合金分段的焊接方法、焊前清洁、焊接顺序、无损检测及注意事项等焊接质量控制要点。在实船应用中，结合焊接质量控制要点，铝合金分段的强度和焊接质量得到有效保证，为扩大铝合金在工业领域的应用提供参考。     

复合材料船体纵向极限承载能力分析

该文利用梁柱理论推导出复合材料梁柱的极限承载能力公式,讨论了加筋板的初始几何缺陷,载荷偏心,蒙皮屈曲后的有效蒙皮宽度对复合材料长帽形加筋板的极限承载能力的影响。利用复合材料梁柱理论计算船体甲板或船底板结构视加筋板单元构件的极限承载能力,最后由Smith法来计算复合材料船体的极限承载能力。     

铝合金在邮轮主船体结构上的应用分析

基于铝合金与钢结构“等强、等刚、等稳定性”的理论和有限元计算方法的分析,对某邮轮主体结构进行替代等效分析,论证了铝合金结构的安全性、经济性以及可能性,为铝合金在邮轮主船体结构的应用和直接计算方法提供建议和参考。     

钛合金在铝合金舰船海水管路系统的应用

钛合金具有质量轻、强度高、耐海水腐蚀、无磁性等特点,在军用舰船上具有广泛的应用前景,尤其适用于对重量控制和防腐蚀要求较高的高速舰船、铝合金舰船。某型铝合金艇采用钛合金海水管系,经过十多年的使用表明具有良好的效果。该文详细介绍该艇钛合金管系选材、设计、施工、应用效果及存在问题,并提出钛合金材料在舰船上应用的建议。