新型桁架箱体浮筏结构重量优化研究

结合桁架结构的优点,将桁架结构应用于传统浮筏形成一种新型桁架箱体浮筏结构,并对其重量进行优化。首先在有限元软件Abaqus中建立了桁架箱体浮筏模型,然后基于模态分析,重力场分析和抗冲击分析,以筏架上、下面板厚度为设计变量,分析了面板厚度变化对结构刚度及强度水平的影响,且在保证足够刚度和强度水平的前提下,浮筏减重可达15.4%。本文的研究可为新型桁架箱体浮筏的结构轻量化设计奠定基础。     

网架箱体浮筏−艇体耦合特性及全频段隔振效果分析

[目的]旨在研究网架箱体浮筏与潜艇艇体之间的耦合关系,以提出增强此耦合系统隔振效果的设计方法.[方法]首先,分别对耦合系统和独立的浮筏及艇体结构进行模态分析,比较耦合系统中的浮筏结构与独立浮筏结构、以及艇体结构与独立艇体结构的模态振型;然后,研究浮筏面板板厚和隔振器刚度对所提耦合系统全频段隔振效果的影响.[结果]结果表...     

桁架式浮筏研究概况

文章概述了机械噪声控制技术的发展,着重介绍桁架式浮筏的隔振原理和近年来取得的研究成果,对桁架式浮筏设计中的波型转换、辐射损耗、分布阻尼和动力吸振器等问题做了较为详细的阐述.     

多约束条件下焊接桁架结构多优化方法组合设计

单一的优化方法不能满足多约束条件下复杂桁架结构的设计要求,采用多种方法组合优化是新的思路.文中采用逐层递进的设计思路,利用ANSYS软件综合有限元优化、拓扑优化以及响应曲面优化的方法,设计出多种约束条件下的承重式塔基焊接桁架结构.试验结果表明:综合多种方法设计的桁架结构其设计承载能力与试验焊接桁架的性能接近;采用斜杆利用比的设计变量较好地解决了桁架设计中斜杆位置优化问题.     

浮筏隔振系统拓扑优化减重研究

随着隔振技术的发展,采用浮筏隔振装置已成为控制舰艇机械振动的重要措施。浮筏筏体的结构和质量差异,对其隔振性能有较大影响,而且应用浮筏隔振必然占用更多重量、空间等资源,增加舰艇总体的负担。本文采用拓扑优化方法对浮筏隔振系统进行优化,设计了新的筏体结构,同时采用功率流的分析手段研究了振动能量在浮筏隔振系统中传递的特性,通过数值仿真结果可以看出本文优化的筏体结构在重量减轻的情况下,仍具有较好的隔振性能,验证了拓扑优化方法用于浮筏结构优化和减重的可行性,具有极其重要的工程应用价值。     

205000DWT散货船货舱结构重量优化

阐述了一艘满足共同规范(CSR)的纽卡斯尔极限型(Newcastlemax)205000 DWT散货船的货舱结构重量优化过程。分析船体结构设计的各种影响因素,对货舱区结构设计进行了优化改进,达到减少船体钢料重量、减轻空船重量,继而增加载重量的目的,最后提出了影响结构重量的关键控制因素。为以后散货船结构设计提供了改进方向,也为散货船船体结构轻量化提供了指导依据。     

带有浮筏隔振系统的船舶结构冲击响应的数值模拟

以某一舰船模型为对象,论述了有限元模型的建立、附连水质量及边界条件的处理等问题;计算了整个船舶的模态,通过模态试验验证了有限元模型的可靠性;分析了水下爆炸冲击波作用下船体结构和浮筏系统的冲击响应;模拟计算得出了浮筏系统参数对响应的影响规律.并将浮筏隔振系统和船体作为一体,研究整个船舶结构的冲击响应,所得到的结果对于研究浮筏系统的抗冲击设计具有参考价值.     

基于有限元动力计算的浮筏隔振系统功率流研究

结构在中、低频段的振动功率流计算大多采用导纳法,而复杂结构的导纳采用解析方法不易求得.给出了基于结构有限元动响应分析的振动功率流计算方法,采用该方法推导了一典型浮筏隔振系统的传递功率流表达式,编程计算对比了2种隔振方案(橡胶方案、气囊方案)的传递功率流和隔振效果.该方法对此类复杂浮筏隔振系统的设计有一定的指导作用.     

气囊支撑浮筏隔振系统姿态控制研究

将气囊隔振器应用于舰船浮筏隔振装置,通过控制气囊充、排气可实现浮筏的姿态调整。目前以气囊工作高度为指标的控制方法,存在各个气囊压力分布不均和调节过程振荡的问题,针对该问题提出一种基于气囊工作高度、实际压力与最优压力偏差的浮筏姿态控制策略。将调整分为高度调整和水平姿态调整2个阶段：首先采用模糊控制快速将输出轴调整到对中高度,然后以高排低充的策略精确调整浮筏水平姿态。试验结果表明,该控制策略能更加快速、平稳、精确地调整浮筏姿态。     

水中悬浮隧道受撞击作用的数值分析

针对水中悬浮隧道在偶然状况下受到的潜艇撞击问题,文章采用流固耦合方法,建立了撞击作用下浮筒式悬浮隧道的有限元动态模型,分别撞击跨中、隧道四分之一跨、浮筒,分析隧道变形、撞击力、连接钢管拉杆力、隧道端部约束力、隧道动能情况。结果表明:撞击作用下,隧道整体变形明显,结构内力大。不同撞击位置处,悬浮隧道在水下的结构变形和受力行为区别明显。对此,有必要考虑撞击位置进行悬浮隧道的抗撞击设计。     

浮筏安装姿态对机械隔振系统性能的影响

以某型船舶某舱浮筏为研究对象,开展不同安装姿态下隔振系统的性能试验。比对分析在理想平行度和最大平行度下浮筏的振动传递性能,研究平行度对系统振动传递性能影响显著的样本范围及单个方向平行度误差对浮筏振动传递性能影响的规律,为某舱浮筏安装工艺提供参考。     

柴油机偏移对浮筏隔振系统抗冲击性能的影响分析

在工程实际中,常常存在隔振器的刚度中心与其承载的质量中心不重合的情况,从而对隔振系统的抗冲击性能造成一定的影响。本文针对某船柴油机组的隔振系统分别在柴油机纵向和横向偏移情况下,运用ANSYS软件建立了有限元模型,计算分析比较了隔振系统受到基础冲击下机组的位移和加速度响应值,得到一些有意义的结论,对工程实际运用具有一定的参考价值。     

新型鱼腹桁架式大跨深水叠梁门有限元分析

依据某大跨深水船闸横拉门的门库检修口门的相关数据资料,设计一种新型的鱼腹桁架式叠梁门,并通过有限元软件ANSYS对其进行强度、刚度校核。最后将新型叠梁门的设计方案与传统的实腹式叠梁门设计方案进行对比,证明该新型叠梁门的经济性和工程实用性。     

浮箱结构船闸人字闸门预应力背拉杆设计

大型船闸人字闸门因门体较高、启闭时雍水阻力及风阻力较大,背拉杆大多采用预应力结构。为延长其顶底枢的使用寿命,常在最低通航水位以下设置浮箱。结合下坝复线船闸,先介绍预应力背拉杆及浮箱的布置形式,再着重引入美国陆军工程师兵团SHERMER C L提出的理论进行设计计算,最后对有浮箱结构的人字闸门背拉杆预应力施加方法进行探讨。     

某活塞发动机机体组合结构模态分析

采用ANSYS软件对某活塞发动机机体和缸盖的组合结构进行了约束模态的有限元分析,得到了机体组合结构的前20阶约束模态的固有频率及相应振型。结果显示出机体组合结构各部分振动的强弱分布及抗振薄弱区,揭示了不同频率范围内机体组合结构振动模态的特性。为今后进行机体结构动力响应分析提供了充分的指导和依据。     

带空间管系的船舶水泵机组隔振浮筏性能研究

基于船舶水泵机组隔振浮筏这种多挠动源的系统,探讨了浮筏装置所具有的特性以及隔振设计技术.利用有限元法数值模拟了隔振系统忽略和计及管系下的两种模型,综合分析了空间管系对浮筏隔振系统隔振性能的影响,并就管路和机组间刚性连接和多种弹性连接下系统隔振性能作了对比分析.分析结果表明,空间管系减弱了系统的隔振性能,在动力设备和管路间使用挠性接管等弹性连接可大大减小管系的影响.文中探讨了水泵机组的隔振设计技术以及为了提高隔振性能而应注意的若干方面.     

全局优化算法在船舶结构优化设计中的应用

为了提高船舶龙骨结构在受力过程中应力分布的均匀性和提高材料的利用率,本文采用Hypermesh软件建立了龙骨结构有限元模型,并结合其MORPH功能定义筋板形状变量,建立形状优化模型。随后,将全局优化算法与形状优化模型相结合,对船舶龙骨结构进行优化设计。结果表明,在筋板交错位置增加筋板高度能够有效提升龙骨结构整体刚度,其余位置可以采用较小的筋板高度。本文研究可为船舶龙骨结构改进设计提供参考。