船舶结构耐火分隔的典型缺陷及应对建议

文中通过对现有国际公约和我国施行的船舶检验法规的解读,以及船舶舱室火灾危险性经验分析,例举了在船舶结构耐火分隔方面的典型缺陷,并提出了解决此类缺陷的一些建议.     

美国海军舰船的耐火分隔技术发展

介绍美国海军舰船的耐火分隔,对其中要求最高的N级耐火分隔作了较全面的介绍,包括N级耐火分隔的定义、试验方法、技术要求等.列举和说明了N级耐火分隔所应用的绝热材料,以及钢质舱壁、铝质舱壁和复合材料舱壁作为N级耐火分隔时的绝热层工艺和结构形式,以此为我国海军舰船的研究者、设计者和建造者提供参考.     

营运货船配膳室新增或换新烹调设备应注意的耐火分隔问题

文章结合某检验案例,从1974年《国际海上人命安全公约》及其修正案和国际海事组织发布的相关通函中有关耐火分隔要求的角度,对配膳室新增或换新烹调设备时应注意的问题进行分析并提出相关建议.     

复合抗弹结构设计及隔热性能验证

超高分子量聚乙烯纤维增强塑料(UFRP)层合板具有良好的抗侵彻性能,但受温度影响明显,其热损伤的临界温度仅为147℃。为了避免火灾产生的高温使UFRP层合板失去抗弹性能,设计了以船用钢为前/后面板,SiO_2气凝胶毡为隔热层,UFRP层合板为抗弹层的复合抗弹结构。在A60耐火等级标准条件下,对复合抗弹结构的有限元模型进行瞬态热分析,探索了复合抗弹结构内部的温度分布与SiO_2气凝胶毡隔温层厚度的关系。根据有限元仿真结果,近一步对SiO_2气凝胶毡隔热层厚度为20 mm的复合抗弹结构单元开展耐火试验。结果表明:SiO_2气凝胶毡具有良好的隔热性能,在A60耐火等级标准条件下,保持复合抗弹结构中UFRP层合板抗弹性能完好所需的SiO_2气凝胶毡隔热层厚度至少为20 mm。     

复合抗弹结构设计及隔热性能验证

超高分子量聚乙烯纤维增强塑料(UFRP)层合板具有良好的抗侵彻性能,但受温度影响明显,其热损伤的临界温度仅为147℃.为了避免火灾产生的高温使UFRP层合板失去抗弹性能,设计了以船用钢为前/后面板,SiO2气凝胶毡为隔热层,UFRP层合板为抗弹层的复合抗弹结构.在A60耐火等级标准条件下,对复合抗弹结构的有限元模型进行瞬态热分析,探索了复合抗弹结构内部的温度分布与SiO2气凝胶毡隔温层厚度的关系.根据有限元仿真结果,近一步对SiO2气凝胶毡隔热层厚度为20 mm的复合抗弹结构单元开展耐火试验.结果表明:SiO2气凝胶毡具有良好的隔热性能,在A60耐火等级标准条件下,保持复合抗弹结构中UFRP层合板抗弹性能完好所需的SiO2气凝胶毡隔热层厚度至少为20 mm.     

大型舱室水幕防火分隔效果仿真计算研究

通过对大型舱室水幕分隔在不同水幕厚度、喷水速度、水珠直径和水幕流量下火灾烟气流动及传热过程进行系列模拟计算,得到了大型舱室起火后和火灾过程中,空间温度、烟气流动随时间和空间的变化规律。分析了影响水幕对火焰及烟气阻碍作用的主要因素,以及水幕分隔的防火效果,并对仿真计算结果与试验结果进行了对比分析。     

船舶舱室周期加筋板隔声性能数值分析

利用数值方法研究船舶舱室典型加筋壁板的隔声性能,将舱室壁板简化为单向周期加筋板进行考察,建立单向周期加筋板的有限元(FE)和统计能量(SEA)混合分析模型,以散射声场作为激励计算其隔声量。使用正交试验的方法,抽样计算不同结构参数的单向周期加筋板的隔声量,取其计算结果在倍频程中心频率处的平均值作为考虑吻合效应的船舶舱室典型加筋舱壁的隔声量,为总体设计阶段的舱室噪声预报提供更有力的数据支撑。     

基于有限元分析的船舶耐碰撞结构设计

耐碰撞设计是船舶结构设计中的关键部分,船舶发生碰撞会引起结构损伤,严重的还可能导致船只沉没等事故。船舶碰撞过程是一个多学科综合问题,涉及了材料力学、结构动力学等众多知识,同时,碰撞过程也具有非线性特征。因此,船舶耐碰撞结构设计是一项研究的难点。近年来,有限元分析技术在船舶结构设计领域逐渐广泛应用,基于有限元的建模和仿真技术提高了船舶结构设计的水平。本文基于Ansys有限元软件,对船舷侧结构建立有限元模型,并进行数值模拟和仿真分析。     

基于有限元分析的船舶制造结构设计仿真

船舶的结构设计直接影响到船舶的强度、刚度、稳定性等性能指标。传统的船舶结构设计方法主要依赖于经验和试验,存在着设计周期长、成本高、效率低等问题,而基于有限元分析的船舶结构设计方法可以通过数值模拟和优化算法来实现结构设计的自动化和优化,提高设计效率和设计质量。本文从船舶结构的极限强度理论和疲劳强度理论分别进行分析,并基于有限元软件进行船舶制造结构的设计仿真。     

纳米SIO_2气凝胶毡与高强聚乙烯复合抗弹结构隔热性能研究

为探讨新型复合装甲在舰船发生火灾时高温对气凝胶毡保护的高强聚乙烯的影响规律,以及在A60标准条件下高强聚乙烯免受高温影响所需气凝胶毡的厚度,设计了不同厚度的气凝胶毡与高强聚乙烯夹芯防护结构,借助有限元软件Ansys14.0对其温度场进行了数值模拟,并与实验结果进行对比分析。结果表明:实验结果与数值仿真计算结果较吻合;气凝胶毡面火层温度梯度较大,向背火层方向依次减小,SiO_2气凝胶毡具有很好的隔温效果;该防护结构达到A60热防护要所需SiO_2气凝胶毡的厚度约为21.8 mm。     

基于全耦合分析技术的折叠式夹层板船体结构碰撞性能研究

船舶碰撞事故往往会带来灾难性的后果,船舶碰撞性能以及耐撞结构设计方面的研究一直受到国内外学者的重视。本文基于全耦合数值仿真分析技术,以一多用途船舷侧结构为研究对象,设计出两种夹层板新式抗冲击舷侧结构,并对原结构和新式结构的碰撞性能进行比较。研究结果表明,新式舷侧结构发生损伤变形的区域较大,参与抵抗撞击的构件增多,损伤变形程度有所降低,且在总重量相当的条件下总吸能有大幅提高,可以有效缓解高能碰撞对结构的危害。     

利用负载磁场法求解永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗

永磁同步电动机电抗参数的准确计算对于电机性能分析与电机优化设计是至关重要的。介绍了一种基于电机任意运行工况下,利用有限元法求解永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗Xaq、Xad以及永磁体空载感应电压E0的方法。基于有限元法计算非线性负载磁场得出内感应电压Eδ和内功率角δi,进而推导得出Xad、Xaq和E0。并将此方法应用于求解一台额定功率630k W的船用表贴式永磁同步电动机的交直轴电枢反应电抗。     

集装箱船扭转强度和加强方式研究

介绍约束扭转计算原理,分析集装箱船的结构和受力特点,利用MSC/Nastran软件探讨了集装箱船的扭转强度计算方法。在现有结构形式的基础上,提出几种可能提高结构扭转强度的结构加强方案,通过有限元分析比较各方案对于增加同样重量的钢料船体结构中翘曲应力变化情况,比对抗扭效果,研究在考虑成本基础上提高集装箱船抗扭强度的加强方案优先顺序,结果显示对于支线型集装箱船增加舱口围厚度可更有效提高其抗扭强度。     

焊接结构变形分析系统(Weld_Sta)的开发及其应用

为使现场工程人员方便进行焊接结构变形分析,开发了一个能简单地对焊接变形有限元分析所需的数据进行前处理,对焊接变形进行计算机分析并对仿真结果进行后期处理的软件-焊接结构变形分析系统。该软件操作简便,具有自动寻找焊缝,通过固有变形数据库自动导入焊接参数,自动施加约束条件,计算模块兼容性强等多项实用功能,从而满足现场工程人员要求。并以某大型船体分段焊接变形预测为例,验证了本软件系统的实用性和可靠性。     

基于规范方法的小水线面双体船疲劳强度研究

论文介绍了船舶结构疲劳强度评估基本原理,并对一条2200t级小水线面双体船进行规范法疲劳强度评估。针对小水线面双体船结构特点,采用规范进行疲劳载荷计算;结合全船有限元计算结果进行疲劳部位筛选;采用有限元法提取疲劳部位的热点应力,并计算疲劳部位的累积损伤度。分析计算结果,提出疲劳部位优化方案。     

多浮体式系泊系统设计及水动力性能分析

为创造更有利于平台钻井作业的外部环境,本文提出一种新型多浮体系泊系统.在1 500 m水深,风、浪、流同向作用下,对平台-连接体-锚链-张力筋腱组成的多浮体结构进行完全时域耦合分析,并将新型多浮体系泊系统和传统张紧式系泊系统计算结果进行对比分析,结论充分体现新型系泊系统设计的合理性、优越性.     

模糊混沌算法及其在船舶性能或结构特性综合优化的应用研究

将限界搜索模糊优化与混沌算法复合构成限界搜索模糊混沌算法,并将其应用于大中型船舶性能或结构特性综合优化计算分析中.建立了以加权和形式为目标函数的综合优化数学模型,编制了计算软件,进行了大量对比计算.计算结果表明:这些优化方法和计算软件界面友好、可靠性和计算效率高,并且具有较高的实用性,运用于大中型船舶性能或结构特性综合优化是切实可行的;对于大中型船舶方案或初步设计也有使用价值.