某双壳油船总纵极限强度计算与分析

随着船体破坏机理的研究进一步深入,在进行船体结构设计时除了目前大多数船级社规范中采用的线弹理论计算方法,另一个重要指标——船体总纵极限强度也必须考虑。以某双壳油船为例,采用不同计算方法对该船中剖面总纵极限弯矩进行计算分析。结果表明:该双壳油船的总纵极限强度满足共同规范的相关要求。     

基于船体结构总纵极限强度的可靠性分析

本文基于船体结构总纵极限强度失效模式，采用进行的一阶二次矩法和蒙特卡洛法，建立了船体结构总纵极限强度时变可靠性评估方法和评估程度。具体分析了某大型油船在全寿期内由于海水腐蚀船体结构极限强度可靠性的变化情况，系列计算结果表明，如果仅考虑海水腐蚀的影响，在某一使役期附近（本文算例结果为13－15年），船体结构因总纵极限强度不够而失效的可能性最大，因此，在使役期之前，船体 检测和维修是必要的。     

某起重铺管船航行中的托管架绑扎校核与结构分析

基于MOSES软件,建立某起重铺管船的船体模型及船体-托管架模型,计算船体-托管架在极限工况下的运动响应,得到船体-托管架的响应幅值算子(Response Amplitude Operator, RAO)值,将RAO值导入结构分析计算机系统(Structural Analysis Computer System, SACS)进行船舶航行中的托管架绑扎校核与结构分析。计算结果显示,在极限环境条件下,该船的稳性、总纵强度及艉部托管架结构均满足航行安全要求。计算方法可为同类船舶的航行安全提供参考。     

腐蚀和裂纹损伤下海洋平台极限强度试验研究

根据墨西哥湾某一典型固定式海洋平台为原型,按照刚度相似性和几何相似性,分别设计并制作了完好模型、腐蚀模型、裂纹模型,并对三个试验模型开展极限强度试验研究,试验结果表明腐蚀、裂纹损伤严重影响试验模型极限承载力,且试验模型失效模式各不相同.同时,采用非线性有限元方法,分别对三个试验模型进行计算,将计算结果与试验结果对比分析,验证了该方法在固定式海洋平台极限强度计算方面的有效性.     

船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法

本文基于Smith方法,应用梁-柱理论、理想弹塑性假设、平截面假设和塑性铰理论建立了加筋板单元的应力-应变关系曲线,导出了船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法并编制成FORTRAN计算程序.应用作者导出的简化逐步破坏分析方法分析计算了Reckling 23号模型总纵极限强度.计算结果表明,本文导出的简化逐步破坏分析方法和计算程序正确可靠,可供船体结构设计和使用.本文还对船体结构总纵极限强度的影响因素进行了分析,其中包括加筋板单元的载荷-缩短行为、横向压力、材料屈服强度和腐蚀等.     

非线性有限元法计算船体总纵极限强度浅析

随着船舶大型化和智能化的发展,船体极限强度的计算越来越重要,用基于极限强度理论的设计方法取代传统的基于线弹性理论的设计方法已成为一种趋势。本文以一简单模型为研究对象,采用Ansys软件运用非线性有限元法计算该结构的总纵极限强度,最后根据计算结果简单分析了该模型的力学性能以及载荷步大小对计算结果的影响。     

基于IACS共同规范的油船极限强度及敏感性分析

基于IACS共同规范研制了双壳油船总纵极限强度的计算程序,计算了一个箱形梁模型和两条油船的总纵极限强度,计算结果表明本文研制开发的计算程序是正确可靠的,可供油船船体结构设计参考和使用。本文还对影响船体梁极限强度的参数进行了敏感性的简要探讨,得出有用的结论。     

舰船用玻璃钢夹层结构设计基础

介绍了舰船玻璃钢夹层结构原材料(包括玻璃钢、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、胶合板、松木等)的基本性能.作者在进行了大量结构件试验的基础上,结合国内外已有之研究成果,提出了有关舰船玻璃钢夹层结构强度设计中的若干简明而实用的计算公式.局部强度设计包括:弯剪强度;骨材的弯曲强度;纵桁的剪切强度.总体强度设计包括:板的压缩稳定性计算(有面板皱曲失稳计算、芯子剪切弯曲失稳计算、胶合板芯子分层后失稳极限强度计算);舷侧夹层结构板和纵舱壁夹层结构板面内剪切计算;总纵弯曲和舯剖面模数计算.     

某大型自航耙吸式挖泥船全船结构有限元分析

利用挪威船级社开发的有限元分析软件SESAM对某大型自航耙吸式挖泥船进行全船结构强度分析,研究此类船舶的结构不连续性对其总纵弯曲性能的影响.建立全船有限元模型、面元模型和质量模型,开展水动力分析;基于短期预报结果和长期预报结果确定设计波参数,并完成设计波条件下的全船结构强度分析.研究发现,泥舱段船底蜂窝龙骨(三角舱)的...     

半潜式平台极限强度可靠性研究

极限强度是半潜式平台海洋环境适应能力的显示指标,由于承载能力和环境载荷具有明显的随机性,应基于极限强度并采用可靠性方法评价平台结构安全性.文中首先阐述了解析方法和简化方法的基本步骤和关键问题,并对某目标平台总纵极限强度进行了比较研究,然后基于三维势流理论和Morison方程对生存工况下的目标平台垂向波浪弯矩进行了预报,最后基于极限强度建立了半潜式平台可靠性计算模型,并对目标平台结构可靠性和目标可靠度进行了分析.研究结果表明,简化方法和解析方法可用于半潜式平台极限强度计算,半潜式平台中垂状态结构安全性值得关注,可靠性分析结果可用于指导半潜式平台结构设计.     

变态船模与实船操纵性能的相似性研究

依据相似理论导了变态船模试验相似准则,并通过变态船模试验初步探讨了变态船模操纵性能的变化规律与实船操纵性能的相似性问题。进行本研究的目的是,建立一套运用变态船模结合变态水工模研究通航条件问题的方法和手段,拓展变态模型的应用领域。     

海事40 m级巡逻船理论螺旋桨设计应用分析

运用升力线、升力面以及面元法理论为海事40m级巡逻船设计新型螺旋桨。采用给定环量分布进行螺旋桨理论设计,并通过桨模敞水试验和实桨装船后的实船测试验证该桨的理论设计方法。实船测试主要通过2条相同船型的实船,分别加装图谱桨和理论桨进行航速、轴功率、艉部振动对比测试,用实船试航的试验数据对比分析理论桨相对图谱桨的性能指标。结果表明：采用理论方法设计的螺旋桨相对原来的图谱方法,与船型匹配得更加精确,实船的螺旋桨效率约提高2％;船体艉部振动约减小5dB。     

静水中并行两船水动力干扰数值研究

为比较分析单船与两船并行航行的水动力差异,探讨静水中两船并行时漂角、船船相对位置对船体阻力、侧向力及摇首力矩的影响规律,文章基于RANS方程采用SST k-棕湍流模型,数值分析了某两船静水并行时船船相互作用。研究表明：不同漂角下两船中对中并行时,船体所受阻力均较单船航行时有所增大且受到指向两船中间的附加侧向力;当两船并行斜航的漂角相反时,同一船舶位于迎流侧较背流侧时船体受力存在一定差异;两船并行直航时,船船相对位置对船体受力有较大的影响,当两船纵向间距小于一倍船长时,船船相互作用较为显著,在不同横向间距下,船体受力随纵向间距的变化规律相同,在一定纵向间距下,船间横向间距越小船船相互作用越强。     

变态船模与实船的相似性问题探讨

从相似理论入手 ,对变态船模与实船的相似性进行讨论 ,并结合实例 ,对变态船模的实用性进行探讨。     

基于CFD的船舶形状因子随缩尺比及弗劳德数变化规律分析

针对实船阻力预报误差较大的问题,采用CFD软件Fluent分析某大型货船形状因子的变化规律,验证计算方法的准确性,采用叠模计算确定不同缩尺比及弗劳德数时船舶形状因子,结果表明,基于Fluent计算得到的船模阻力与模型试验结果基本吻合,计算方法准确;船舶形状因子(1+k)随缩尺比减小而增加,随弗劳德数增加而增加,主要是由于摩擦阻力占比减小,k值增大。说明实验室在实船阻力换算时对于不同速度均采用同一k值是不合理的,这也是阻力预报存在较大误差的原因之一。     

船体强度三维有限元分析的载荷直接计算和验证

采用载荷直接计算法对鞭船船体强度进行三维有限元分析，并用该船的实航测试数据和“船体梁理论”进行了验证和讨论。     

实际海浪环境中舰船大尺度模型试验研究进展

目前对舰船总体性能的研究主要是依靠数值计算、水池模型试验、实际海浪环境大尺度模型试验以及实船海试等方法,以上各种方法均有一定的适用范围.实际海浪环境中舰船大尺度模型试验技术是采用适当缩尺比的自航船模在自然水域环境中进行的试验,可以研究舰船在开阔海域自由航行状态下的各项航行性能.分析各种舰船总体性能研究方法的优缺点,针对目前舰船总体性能理论与试验研究存在的问题分析开展舰船大尺度模型海上试验研究的必要性,综述国内外大尺度模型试验技术的发展现状,最后针对该试验技术中的关键技术及热点问题进行总结与展望.     

模拟器中船舶搁浅危险性评价方法的研究

在航海模拟器中,如何对模拟训练的过程实时、连续地进行航行安全评价一直是急待解决的重要课题。通过建立狭水道航行船舶搁浅危险性定量分析的数学方法,提出了基于大型船舶操纵模拟系统的狭水道航行船舶搁浅危险性评价模型。该模型能实时、连续地评价航行于狭水道等受限水域船的搁浅危险性,是一种对航海模拟训练评价的较客观、科学的方法。     

The design and commissioning of a fully elastic model of a uniform container ship

Experimental hydroelasticity has not followed the rapid evolution of its computational counterpart. Hydroelastic codes have changed significantly in the past few decades, moving to more detailed modelling of both the structure and the fluid domain. Physical models of ships are, even today, manufactured with a very simplified structural arrangement, usually consisting of a hollow rectangular cross section. Appropriate depiction of the internal structural details ensures that properties relevant to antisymmetric vibration are scaled accurately from the real ship to the model. Attempts to create continuous, ship-like structures had limited success, as manufacturing constraints did not allow for much internal structural detail to be included. In this investigation, the first continuous model of a ship with a detailed internal arrangement resembling a container ship is designed, produced using 3D printing and tested in waves. It is demonstrated that the global responses of the hull in regular head waves agree well with theory and past literature, confirming that such a model can represent the behaviour of a ship. Furthermore, it is found that the model is capable of capturing local responses of the structure, something that would be impossible with “traditional” hydroelastic ship models. Finally, the capability of the model to be used to investigate antisymmetric vibrations is confirmed. The methodology developed here opens a whole new world of possibilities for experiments with models that are tailored to the focus of the investigation at hand. Moreover, it offers a powerful tool for the validation of modern state-of-the-art hydroelastic codes. Ultimately, it creates the next step in the investigation of dynamic responses of ship structures, which contribute significantly to accumulating damage of the hull. Better understanding of these responses will allow designers to avoid over-engineering and use of big safety factors to account for uncertainties in their predictions.     

船舶尾部模态数值计算与测试

为了提高船舶尾部模态计算的精度,文章提出了一种尾部详细结构与船体骨架结合的简化有限元模型,应用该模型对某全回转推进船舶尾部模态进行了计算,并将其结果与另外两种传统简化模型（即尾部三维模型与尾部+一维梁混合模型）的计算结果进行了比较。研究发现改进模型与传统模型在尾部局部模态计算中没有明显差别,但对整体模态而言其差异随频率增大而增大。为了进一步验证模型的有效性,在航行过程中对该船舶振动情况进行了测试,并利用运行模态分析法识别尾部整体模态。通过识别结果与计算结果的比较可见,三种模型在基频（1阶弯曲）计算时误差均很小,但是在高阶固有频率计算中改进的模型误差明显小于另两种模型。