燃料电池在船舶上的应用

近年来，由于能源紧缺和环境意识的增强，人们已认识到一种新推进系统的重要性，它能代替船上现有的电网和／或推进系统，燃料电池由于具有可观的发展前景而在该系统中起主要作用，将燃料电池用于常规（非核动力）潜艇的AIP系统后，人们开始认识到它的优点，对于水面舰船，特别是商船来说，要广泛使用燃料电池还为时尚早，必须等到成本和技术可靠性都达到与常规推进系统一样才行。     

船体在疲劳和腐蚀损伤下的可靠性

在疲劳和腐蚀作用下，船体梁舯剖面模数折减，导致极限承载能力下降，在此基础上进行可靠性分析。文中腐蚀率是一个有常数平均值的随机变量，疲劳裂纹根据Paris公式计算，当静水弯矩和波浪弯矩的组合值超过船体梁极限承载能力时，发生船体梁失效。以一艘散货船为例，计算其可靠性随时间的变化。计算结果可为船东和船级社评估船舶营运期间疲劳和腐蚀对船舶可靠性的影响提供参考。     

船体结构表面裂缝在应力腐蚀耦合作用下的扩展机理数值研究

用数值方法研究了船体表面微裂缝在海水腐蚀以及外荷载耦合作用下扩展的机理.实验表明,在给定材料和腐蚀环境的条件下,外荷载越小,微裂缝扩展并最终导致材料断裂破坏过程越长;但当荷载小于某个值(门槛值或称疲劳极限)时,这种延迟的腐蚀断裂破坏现象可以避免.为研究方便,文中假设了在腐蚀环境中工作的材料为各向同性材料.根据数值计算结果,共发现了三种可能的裂缝扩展形式,并证实了导致腐蚀疲劳断裂临界条件的存在性.最后通过计算,针对不同材料以及不同环境条件,勾勒出导致腐蚀疲劳断裂相应的临界条件曲线.     

船舶结构时变可靠性分析的一种非线性腐蚀模型

疲劳和腐蚀是削弱船舶结构强度的两大重要因素。由于这两个因素都是随时间渐变的，因此考虑这两个因素的可靠性分析称为时变可靠性分析。在时变可靠性分析中，腐蚀模型起着十分重要的作用。本文在对现有腐蚀模型进行比较的基础上。提出了适用于船体结构时变可靠性分析的一种非线性腐蚀模型。该模型可以较好地模拟钢结构在腐蚀环境下的腐蚀损伤过程，并且作为它的特例，能包容文献中提到的几种主要腐蚀模型。在此基础上，把腐蚀增长处理成随时间变化的随机变量，应用时变方程预报了一个平板单元的可靠性，并与用现有腐蚀模型预报的结果进行了比较。     

腐蚀、疲劳损伤下船体结构可靠性研究现状与展望

对考虑腐蚀、疲劳损伤影响下船体结构可靠性分析层面的研究现状进行梳理和概述。通过综述发现:近年来,船体结构可靠性分析的对象已由拟建船体向现役船体结构方向扩展,且研究重心开始由腐蚀、疲劳损伤单一影响下的可靠性分析向两者交互作用影响下的可靠性分析方向发展。未来开展腐蚀、疲劳损伤下船体结构可靠性研究工作的重点将主要体现在以下4个方面:1)点蚀损伤船体结构破坏机理及对应的评估方法研究;2)腐蚀、疲劳损伤交互作用下的船体结构破坏机理研究;3)基于有限的实船损伤勘验数据,开展合理、可行的可靠性评估方法研究,进行船体结构全寿命周期内综合损伤下的可靠性分析;4)建立不同服役环境、服役期限的实船腐蚀、疲劳损伤数据库。     

钢筋混凝土构件正截面腐蚀疲劳验算问题研究

本文概述了钢筋混凝土受弯构件腐蚀疲劳复杂的工作状态，分析了混凝土和钢筋材料的腐蚀疲劳破坏及其产生的原因，探讨了腐蚀疲劳钢筋混凝土受弯构件正截面验算方法的基本问题。针对破坏形态、极限状态、破坏准则等方面的问题提出了基本的观点，给出了确定的方法和原则。对腐蚀和疲劳共同作用造成的材料劣化，提出了量化的方法。修正了构件的几何参数，确定了混凝土边缘最大压应力和钢筋允许疲劳幅值的计算原则，给出了腐蚀疲劳的计算模式及其相关的参数计算方法。     

结构强度设计准则研究

本文论述了船舶结构的设计准则，首先阐明了结构的安全裕度与分析方法，材料性质，剖面尺度，工艺质量，残余应力，长度偏差，使用状况，破坏类型等因素有关，接着阐述了破坏模式，以及从屈服，塑性，断裂，疲劳，变形等各个方面分析问题的准则，这些研究对当前设计正由规范设计转向直接设计提供了很有益的启示。     

某型船油水代换系统设计和试验方法改进探讨

油水代换系统是解决舰艇因燃油消耗而引起的稳性下降的主要方法,在国内外潜艇上已有多年成功应用经验,自20世纪末也被极少量国内水面舰船所采用。某型船由于代换过程复杂、试验时油量浪费大,以及用户担心其可靠性等原因,导致该系统长期闲置。文中根据国内某型船已有的油水代换系统进行传感器可靠性相关试验,基于试验结果和借鉴俄罗斯潜艇的成功经验,对该船油水代换系统的设计、试验和使用等提出了四项优化改进措施,以提高该型船油水代换系统的可靠性、经济性及操作便利性,以使该系统最终能在国内水面舰船上发挥广泛有效的作用。     

考虑腐蚀磨损的全生命期内锚链极限强度和疲劳演变分析

系泊锚链在海洋环境中会受到整体腐蚀以及链环磨损的影响，在环境载荷的作用下极易出现疲劳破坏和极限破断问题。本文以无档锚链为研究对象，根据南海典型海况建立考虑腐蚀磨损的系泊锚链关键位置全生命期的损伤模型；提出考虑腐蚀磨损的系泊锚链极限强度演变评估方法，采用有限元法计算锚链极限破断张力；提出考虑腐蚀磨损的系泊锚链OPB疲劳损伤评估方法，利用热点应力集中系数根据张力时程曲线和转角时程曲线，采用雨流计数法进行疲劳损伤演变评估，分析磨损和腐蚀损伤对锚链性能的影响。计算结果表明，锚链的腐蚀和磨损导致极限破断张力不断下降，疲劳损伤逐渐加剧，是锚链生命周期性能评估不可忽视的因素。     

水面螺旋桨和喷水推进器的组合

水面螺旋桨和喷水推进器是两种不同发展途径下的产物，现代水面螺旋桨的发展起源于对赛艇的严格要求－普遍要达到１００英里／小时或更高的速度。近年来，推进器技术的发展已应用于航速高达４０节的游艇，商船和军用快艇等方面。     

水面舰船和商船生命力设计

论述采用通用概率统计方法对水面舰船和商船生命力进行各种设计的问题，该研究方法源于Kurt Wendel60年代早期研究水面舰船破舱稳性概率方法，国际海事组织（IMO）国际海上人命安全公约（SOLAS）1974，通过A，265规则制定中采用此方法替代了客船采用确定尾指标，并最终于1992年在SOLAS的新货船稳性评估中采用了该方法，目前，IMO的有关工作组正在审查该方法，以便使该方法与现有稳性规范协调地应用于各种商船，另一方面，近来发现该方法可应用于现代军舰设计全球化的防务预算紧缩和精简船员配备要求，更加恶劣的战斗环境限制了舰船尺度，进而限制了现代军舰的载荷，对此，有效的途径是引入新的舰船设计理念，即引入相对小的具有更高生命力的舰船。与生命力问题有关的多数设计，如分舰和布置，在初步设计阶段已确定，在设计后期，要想全部改变很困难，而且会增加费用。因此，一个合适的初步设计阶段指南，有助于下一代水面舰船设计执行更严格的生命力和安全性要求，这从商船的设计变化中可以预料，论述生命力的基本问题，介绍较新的概率方法，用以评估舰船和商船的破损稳性和生命力。     

在随机载荷作用下用断裂力学法估算潜艇耐压壳体的疲劳寿命和裂纹尺寸

潜艇在上浮下潜的过程中承受着反复作用的由外部水压力所产生的随机载荷,耐压壳体面临着疲劳破坏。本文引入了潜艇的疲劳载荷谱,模拟了潜艇随机载荷历程,并对一次载荷历程估算了疲劳寿命;同时模拟了100次载荷历程,分别对疲劳寿命和裂纹尺寸进行了统计,结果表明裂纹的疲劳寿命符合威布尔分布,裂纹扩展尺寸服从对数正态分布。该结论与目前疲劳可靠性分析中使用的对数正态分布模型和威布尔分布模型相一致。     

船舶结构应力腐蚀疲劳的模糊可靠性计算

受腐蚀介质与应力共同作用的船舶与海洋工程构件，其可靠性的研究中存在许多不确定因素的影响。此文采用将实际裂纹作为随机变量，临界裂纹作为模糊随机变量处理的形式，计算了在已知裂纹尺寸下的腐蚀应力构件的模糊可靠度。该方法的研究对于进行腐蚀应力下结构的疲劳裂纹可靠性研究，具有较好的实际应用价值及广泛的推广前景。     

大西洋舰队泵和阀门修理系统

现今工业中存在的多功能计算机集成制造技术与现代维修处理技术结合起来可用于发展潜艇和水面舰船管路系统中的腐蚀和锈蚀。大西洋舰队司令部将在不久的将来在佐治亚Ｋｉｇｓ湾的潜艇基地实施安装泵和阀门维修系统（ＴＲＦ）。该系统可对潜艇和水面舰船的阀体、阀尾管和泵筒等进行修理。使用这些计算机数据技术所进行的自动焊接和环氧喷涂处理可使受腐蚀或锈蚀而损坏的金属部位回复到原来的状态。     

基于模糊控制与遗传算法的潜艇自动舵设计与实现

在潜艇六自由度模型的基础上,根据一阶二阶波浪力对于航行在近水面潜艇深度的影响,采用模糊控制技术和遗传算法设计了基于二级模糊控制的遗传算法调整控制参数的潜艇自动舵控制系统.通过在近水面和水下两种状态对控制器性能仿真与结果分析,说明该自动舵具有很好的控制效果,响应较快,静差较小,具有较强抗干扰能力,对于近水面的深度控制有稳定的控制作用.     

MAN B＆W 6L48／60主机排气阀断裂原因分析

“金满洋”和“金满渝”两船的排气阀断裂的根本原因是材料问题，由于材料选择不当，按照说明书(L48/60机型排气阀的使用寿命是30000h)来管理，造成排气阀在使用过程中产生腐蚀疲劳导致脆性断裂。     

潜艇贝壳舵的试验和理论研究

本文设计了一种新型潜艇首舵──贝壳舵，并进行了系统的模型试验、水动力特性分析和操纵性计算。研究表明，贝壳舵能在保持原型艇操纵性的基础上，简化潜艇首舵操舵机构，提高设备的可靠性。     

基于腐蚀疲劳裂纹扩展的自升式海洋平台桩腿时变可靠性研究

本文研究了腐蚀与疲劳载荷耦合作用下自升式平台桩腿服的可靠性问题。采用ANSYS对自升式海洋平台桩腿结构进行建模,根据平台服役海域的波浪散布图对桩腿结构的工况进行划分,确定浪溅区桩腿结构的疲劳关键节点及其等效应力;以桩腿材料E690高强钢为对象,进行腐蚀疲劳裂纹扩展实验,获得了不同环境下的疲劳裂纹扩展参数;提出了基于断裂力学的浪溅区桩腿关键节点的时变可靠性模型,与采用现有腐蚀模型的桩腿时变可靠性指标进行了对比,结果表明了本文所提方法能有效地反映平台桩腿服役期间关键节点的时变可靠性变化趋势,为平台在服役期间的安全运行与维护保养提供了理论指导。     

基于结构疲劳动态可靠性分析的船舶结构概率损伤容限设计

本文根据结构可靠性理论，提出了一种基于结构疲劳动态可靠性分析的损伤容限分析方法，给出结构疲劳裂纹随机扩展过程中疲劳寿命分布和结构疲劳可靠性的表达式。在给定与疲劳寿命有关的各参数条件下求得动态可靠性曲线，从而在结构设计中根据可靠性要求确定或选择设计参数。     

考虑腐蚀影响的船舶结构可靠性研究现状与展望

对近年来考虑腐蚀影响的船舶结构可靠性计算各主要研究层面的研究现状做了介绍与评述.通过这一综述可以发现:此领域研究工作重心已由考虑线性、非线性均匀腐蚀的影响逐步向局部腐蚀尤其是点腐蚀方向转变.今后的研究重点为以下三个方面,即:①发展符合基本腐蚀机理、与实测腐蚀数据较为吻合的点腐蚀多指标模型;②确定蚀点几何参数在各类荷载条件下对构件强度的影响;③深入评估腐蚀与疲劳的相互作用对结构可靠性计算的影响.