中型气垫船导管内蒙皮脉动载荷预报方法研究

气垫船空气螺旋桨导管结构受力复杂,对重量控制要求高,且目前国内缺乏相应的设计规范和标准。据此,结合国内目标中型气垫船导管特点分析,基于典型导管气动力特性模型试验、CFD理论计算、经验公式估算和实艇测试等方法开展了中型气垫船导管内蒙皮脉动载荷预报方法研究。研究成果可分别为中、大型气垫船导管结构设计提供技术支撑和参考。     

气垫船悬挂式骨架结构设计特点分析

我国研制的气垫船船体结构设计尚未采用带筋板和与其对应的悬挂式骨架,该项研究在我国还处于起步阶段。文中基于国外某型气垫船悬挂式骨架实艇使用特点分析和悬挂式骨架结构特性研究;同时结合收集到的规范资料,给出气垫船悬挂式骨架结构应用一般性原则,为悬挂式骨架在国内气垫船船体结构设计上的推广应用奠定技术基础。     

气垫船用复合材料空气导管结构布局和优化设计

根据空气导管的结构特点,考虑复合材料设计和制造一体化的特性,结合复合材料结构力学基本原理,提出一种可行的气垫船（Air-Cushion Vessel,ACV）用复合材料空气导管结构布局和优化设计方案。基于多约束目标优化对空气导管、内部加强结构的构型及尺寸等进行总体布局设计和优化,并利用有限元分析方法对导管结构进行极限过载的等效分析。计算结果表明,该复合材料空气导管结构在极限过载工况条件下可保持正常运行,满足结构整体的强度和刚度要求。     

气垫船波浪载荷预报方法研究

高速气垫船对船体结构重量控制严格,而合理确定作用于船体的波浪载荷是结构设计、优化和安全性评估的基础。本文在气垫船船体结构受力特点分析的基础上,采用“分段船模”模型试验方法对目标气垫船开展了波浪载荷预报研究,重点解决了试验模型垫升系统动力特征相似、重量控制等关键问题。试验结果能反映目标气垫船围裙气垫的响应特点,说明所用分段船模试验方法预报气垫船运动与载荷的结果可信。基于此,对目标气垫船波浪载荷设计值的规范计算结果表明,给定的载荷规范计算方法可为气垫船结构设计提供参考。     

气垫船结构部件内力优化设计

气垫船结构优化设计，寻找合理的结构型式及设计规划，减小构件内力，得到最小重量的结构设计，有效提高气垫船的设计质量。     

气垫船复合材料导管支臂制备工艺与性能试验

分析气垫船(Air-Cushion Vessel,ACV)复合材料导管支臂制备工艺的可行性,对导管支臂样件材料的组合设计方案进行优化,确定混合纤维环氧树脂复合材料-泡沫夹芯作为导管支臂材料.考虑导管支臂结构制造的经济性和可操作性,选择整体成型模式,采用真空导入模塑工艺(Vacuum Infusion Molding P...     

典型工况下的全垫升气垫船总强度评估方法

全垫升气垫船是一种特种的高性能船舶,具有优越的适应性与快速性,由于其特殊的运行方式和使用需求,使得它们的结构形式多样、内部结构层次繁多,目前还没有一套完全成熟的规范和准则来评估气垫船结构强度,且单纯依靠规范计算进行气垫船结构设计亦很难满足其结构强度要求。本文根据全垫升气垫船结构特点,针对其垫升航行和排水航行2种典型运行状态,在对气垫船载荷分量的确定方法及加载方式分析的基础上,通过基于等效设计波法的直接计算法对气垫船总强度校核方法进行研究,为全垫升气垫船总强度评估提供了有效的技术支撑。     

气垫船垫升风机下蜗壳结构优化设计方法

下蜗壳结构是垫升风机与气垫船之间的关键部件,承担载荷传递和振动传递的作用,是影响气垫船结构设计安全的重要因素之一。通过对气垫船及垫升风机的工作方式分析,识别下蜗壳结构的主要结构风险,提出其结构分析要点及其优化设计方法。以某型气垫船垫升风机的下蜗壳结构为例,研究提出结构优化方案以解决原结构振动超标的问题,并从振动、强度、刚度和疲劳等方面分析结构优化设计方案的实际效果,可作为气垫船垫升风机下蜗壳结构设计的技术参考。     

气垫船首冲砰击载荷作用下船底结构瞬态响应分析

采用通用有限元计算软件Patran对俄罗斯某小型民用全垫升式气垫船船底结构进行分析,对密加筋式船底结构及纵骨架式船底结构分别建立有限元模型,通过计算两种船底结构在首冲砰击载荷下的瞬态响应特征,对比分析得到抗砰击效果较好的气垫船船底结构,为气垫船的结构设计提供参考.     

大中型气垫船吊艇结构设计和起吊强度校核

基于目标气垫船结构特点,通过合理设计吊艇眼板结构、起吊强度校核,论证了船体通过吊艇眼板直接起吊方案的可行性,为实船起吊提供指导依据。最后对目标气垫船水中起吊过程进行了应力测试,进一步验证了起吊强度校核方法的正确性和直接起吊方案的合理性。研究结果可为大中型气垫船或铝合金船体起吊方案和相关结构设计提供技术支撑。     

2 000 t海上风电安装平台机舱通风系统布置优化

以2 000 t自升自航式一体化海上风电安装平台为例，对机舱通风系统进行布置优化。从风管路径、风量分配、风管尺寸和风管结构等方面详细介绍优化方案，解决该平台机舱通风系统在实船布置过程中遇到的困难，为以后类似平台机舱通风系统的设计和优化提供参考。     

空气层对高速三体船连接桥砰击压力峰值影响二维仿真研究

利用LS-DYNA仿真软件研究了高速三体船连桥结构的砰击问题,建立了二维有限元模型,对高速三体船结构以不同的速度进行等速入水的情况进行了计算.研究发现,存在于高速三体船主船体和辅船体与水之间的空气层充当了缓冲垫,大大减小了连接桥的砰击压力峰值.通过对压力峰值与速度平方比值的无量纲系数的回归分析,发现该系数随着入水速度的增加成二次指数递减趋势;其次是假想不存在空气层进行仿真计算,与考虑空气层的计算进行比较分析,量化空气层对高速三体船连接桥砰击压力峰值的影响,并得出随着砰击速度的增加,空气层对压力峰值影响逐渐变小.     

CATIA二次开发实现全垫升气垫船性能 计算结果的可视化

全垫升气垫船对质量要求严苛,使船体浮箱结构薄弱;可两栖登陆,使浮箱破舱风险大,水密分舱只能加密。通过CATIA二次开发,实现了密集水密分舱破损计算结果的可视化,便于驾驶员基于浮箱上破口尺寸与位置,快速评估对破损进水以及船姿态的影响。CATIA气垫兴波波形的三维可视化,可直观地观察波面与气垫围线的相互关系,利于求取及理解船带漂角斜航时兴波对阻力及姿态的影响。船在波浪上航行时,随波起伏引起气垫压力波动,将外界载荷传递至船体与柔性围裙,实现气垫压力动态测试结果可视化,便于对比分析压力波动空间分布变化。     

同步带传动在全垫升气垫船上的应用

同步带传动是一种比较高效的传动方式。以同步带作为着眼点,对其发展、优缺点、分类进行总结,介绍其在气垫船上的应用与选型计算方法,并与其他传动方式作比较,展示了该产品的优点及克服其缺点的方法,对从事船舶设计,尤其是高性能船设计有一定的参考价值。     

弹性复合阻振接头在邮轮通风管道中的减振性能研究

为探究弹性复合阻振接头在邮轮通风管道中的减振性能,利用弹性橡胶与质量阻振相结合的质量—阻尼复合阻振技术,设计开发了应用于通风管道中的弹性复合阻振接头,通过风机激励试验研究其在通风管道中的减振性能,得到弹性复合阻振接头在通风管道中的减振效果。试验结果表明：6款弹性复合阻振接头均能有效提高管道结构振动的阻振效果并拓宽阻振频率范围,并且能够降低激励源与管路系统之间的振动传递;在100-5000Hz频率范围内,弹性复合阻振接头的振动传递损失基本在10dB以上,在某些频段下能达到30dB以上,其中双橡胶复合阻振接头在低频中的减振效果最好。试验研究结果对于船舶通风管道的减振设计具有参考价值。     

外部气流影响下的船舶通风口烟气扩散试验

为预先确定船舶初步设计中的通风口系统在外部气流场作用下的排气效果，找出设计方案在通风口排气方面存在的问题，采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）和风道试验的方法进行研究。以外部气流作用下的通风口烟气扩散试验为研究对象，建立含通风口边界条件的风道三维网格模型，求解不同气体流速下的黏性不可压缩定常流动。计算不同外部气流速度下和不同通风口布局下排气中的CO2分布扩散情况，结果表明来流速度增大会加快CO2体积分数沿流向的衰减速率，削弱CO2横向扩散程度。根据试验结果验证计算的准确性，证明应用CFD技术可评估通风口布局的优劣。     

带垫层桩体复合地基工作性状参数化数值分析

为深化针对复合地基计算理论和设计方法的研究,通过建立带垫层桩体复合地基弹塑性有限元数值模型,采用基于Mohr—Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构模型描述地基土的弹塑性本构关系,采用接触对算法描述桩-土界面非连续接触特性,采用无限单元边界模拟半空间地基特征,通过改变垫层刚度、筏板厚度和桩基刚度进行变参数化分析,探讨了复合地基体系中垫层、筏板及桩基三部分对整体受力变形特性的影响,从而更全面和深入地揭示了复合地基体系的工作性能和承载机制,更好地为工程设计与实践提供现实指导与参考。     

多用途重吊船机舱通风系统设计

通过应用实例介绍了机舱通风系统的设计过程,包括机舱通风量计算、管路布置、风口等附件以及百叶窗控制系统等设计方法。