复合材料桅杆层合板刚强度分析研究

针对封闭式桅杆中复合材料层合板结构进行设计,提出复合材料层合板结构设计方案。综合利用有限元软件ANSYS和相关强度准则对桅杆的复合材料部分进行强度和刚度校核,分析并总结出相关特性。确定并得出满足要求的复合材料层合板厚组合,实现复合材料桅杆的优化设计。并验证了设计的可行性,为复合材料桅杆以后的设计研究提供参考。     

复合材料—钢混合结构封闭式桅杆振动特性研究

由于隐身性的需求,复合材料—钢混合结构的封闭式桅杆逐渐在舰船上使用。开展了复合材料—钢混合结构封闭式桅杆的模态试验,通过实验检验了桅杆数值计算模型,并采用数值方法研究了雷达罩复合材料夹层板板厚对桅杆和顶部雷达罩振动特性的影响规律,通过研究发现复合材料夹层板振动特性良好。此外,根据八边形桅杆的数值计算结果提出了雷达罩总体和局部振动频率的预测方法,通过四边形和六边形桅杆的检验,证明此种预测方法具有普遍意义,为封闭式综合集成桅杆的结构设计提供了有益的参考。     

铝合金桅杆结构强度和振动计算分析

以某改装船桅杆设计为例,通过对桁架式铝合金桅杆在不同工况下的结构强度和振动进行有限元分析,阐述桁架式桅杆结构强度校核和振动预报的一般方法,为该船桅杆结构的设计和应用提供理论依据。该计算方法可为其他桁架式桅杆的有限元分析提供参考。     

两种典型桅杆的多极化RCS统计分析

对舰船RCS基本统计量进行归类和分析,以桁架式和封闭式桅杆缩比模型为研究对象,基于快速多极子方法,对其在各种极化组合下的单站RCS进行计算和统计分析.结果显示：桅杆的RCS随雷达波入射姿态角有较多的起伏,且幅值较大,RCS序列密度峰值偏向低于平均值方向.封闭式桅杆比桁架式桅杆的整体的隐身效果更好,但在当舰船处于最不利角度时封闭式桅杆的隐身效果并不一定占优.RCS分布在不同极化方式下均存在差异,在进行桅杆隐身设计或分类识别时应不建议考评单个极化方式,但可忽略交叉极化工况.     

复合材料帆船桅杆强度可靠性分析

针对帆船桅杆失效事件,基于船舶领域可靠度理论,对复合材料帆船桅杆的可靠度进行计算。建立复合材料帆船桅杆的有限元模型,对某一铺层方案进行强度校核。基于可靠性理论,采用JC法和Matlab软件对复合材料帆船桅杆的强度可靠性进行分析,最终得到复合材料桅杆的可靠性指标。该研究能避免传统强度校核采用的确定性方法不能保证结构每个位置在一定概率下都是安全的缺点,对复合材料桅杆的结构可靠性研究具有一定的参考价值。     

封闭式桅杆内的电磁干扰试验研究

针对所设计的一种封闭式射频集成桅杆,首先测试桅杆内部两个天线一发一收状态下接收天线射频端口的信号电平,从而判断是否会受到发射天线的电磁干扰。与传统的单纯观察设备的后端显示部分来进行干扰判断不同,射频信号测试与电子设备的后端信号处理能力无关,通过定量评估耦合能量的大小,进而可以总结通用的封闭桅杆的电磁干扰规律。试验结果表明,在封闭桅杆内同层、同面且上下布置的两副板阵天线间存在谐波干扰现象。然后,通过对天线特性、复合带通滤波层板特性、测试数据和桅杆内的电磁干扰路径进行大量、详细的理论分析来判断干扰来源。最终发现,电磁干扰很大程度上是由封闭桅杆内部发射天线的谐波通过天线边缘单元的直接辐射及内壁反射从而耦合到接收天线所造成,这是由于桅杆的封闭特性导致天线发射的带外能量无法射出,从而造成内部设备之间的电磁干扰。最后,针对此现象提出电磁干扰的一些控制措施,例如天线间敷设吸波材料、天线分层布置等。     

围网渔船主桅结构强度直接计算方法研究

美式围网渔船在渔捞作业时,主、辅吊杆受到了力最终传递到桅杆上,桅杆和船体支撑结构受到较大的载荷,受稳性影响,桅杆构件不能过大,考虑桅杆和船体支撑结构的局部强度对安全影响较大.文中采用有限元软件MSC.Patran/MSC.Nastran对桅杆和船体支撑结构的局部强度进行直接计算,并将计算结果与许用应力值进行比较,证明构件强度满足使用要求,此方法适用于围网渔船桅杆和船体支撑结构的局部强度的校核.     

隐身桅杆强度与振动试验研究

以舰船筒型结构的全封闭型隐身桅杆为研究对象，利用比利时LMS公司的SCADAUI数据采集器及CADA—X信号分析系统和相关设备对其进行强度与振动试验，用试验获得的数据与有限元计算的结果相比较，从而验证三维有限元法的可靠性。同时获得了一些关于这种复杂结构形式的桅杆在舰船不同纵(横)摇角、周期、及桅杆压载情况下，结构强度的有意义的研究成果，为隐身桅杆的设计提供参考。     

大尺度桅杆结构缩比试验中的相似关系

基于双缩尺比,将桅杆视为变截面梁,提出大尺度桅杆结构缩比试验中总体强度和振动的相似关系。应用PATRAN软件,对桅杆结构强度和振动进行数值仿真,通过桅杆原型和缩比模型的对比分析,验证相似关系的有效性。     

筒状桅杆结构强度的有限元分析及探讨

筒状桅杆在船舶上应用广泛,其形式多为外围加筋板和内隔板结构。文中以有限元方法对多种模型进行强度计算,探讨了影响筒形桅杆强度设计的一些因素,通过使用加强筋来加固桅杆的强度,得到各种结构形式的应力和重量,并通过计算对比获得最佳方案。计算结果与理论分析的一致性,证实该方法对提高桅杆设计中的合理性有一定参考意义。     

特种筒形桅杆风压试验

锥形筒形桅杆是一种新型桅杆 ,由于其结构的特点 ,风载可能对它产生较大的威胁。通过四面锥状筒型桅杆的风洞试验 ,研究了桅杆模型在不同风向下 ,在雷诺数 1 .7× 1 0 5 Re 7.8× 1 0 5的范围中 ,其周向与轴向的表面压力分布 ,给出了桅杆模型表面压力系数沿周向与轴向的变化规律 ,并作了分析 ,阐明了其与风向、雷诺数之间的关系。通过桅杆模型表面压力的周向积分 ,得到了模型的升力与阻力 ,导出升力系数与阻力系数 ,并分析了二者随雷诺数及风向的变化规律。试验分析结果表明 :压力系数沿轴向的分布不均匀 ,靠近桅杆模型的中间部位 ,压力系数较大 ;在桅杆模型的两端 ,压力系数较小。压力系数沿周向的分布与风向有关 ,在迎风面上 ,压力系数最大 ,在背风面上 ,压力系数最小。升力系数与阻力系数也与风向密切相关 ,并且随着风向的变化 ,有较大的变化。在筒型桅杆设计中 ,应充分考虑到风向变化所引起的风载变化。     

运行模态分析技术在船舶结构振动中的应用

运行模态分析是一种仅基于环境激励下结构的响应来提取模态参数的方法．通常假设环境激励为白噪声进行分析。实际上,船舶航行过程中所受激励十分复杂,除受海浪等随机激励外,还受到来自螺旋桨、主机等确定的单频激励。因此航行中的船舶所受激励应假设为白噪声和确定频率的激励同时存在。讨论运行模态分析方法在船舶结构中应用的可行性;在白噪声激励假设下,提出使用自互谱密度法来进行结构模态参数识别,并用简支梁实验对上述方法进行验证。最后将该方法运用于对某船航行中桅杆的振动响应数据进行分析和讨论。     

隐身桅杆与主船体耦合RCS特性研究

隐身桅杆技术是舰船隐身技术发展的重要方向之一,影响隐身桅杆RCS的因素很多,其中,隐身桅杆与主船体间的耦合直接影响RCS的考核结果。首次提出了隐身桅杆与主船体耦合RCS相对增加量的概念,并用以表征其与主船体的耦合特性。采用基于矩量法理论分析桅杆与主船体的耦合影响,研究结果可应用于隐身桅杆RCS综合评价。     

舰船球鼻首结构试验研究

作为船体中比较特殊的双曲结构,舰船首部的球鼻首相关的结构试验规范很少.为探索试验方法,开展了一系列的实物试验研究,通过合理实施途径进行试验,得到直接测试数据,并验证设计的合理性.针对舰船球鼻首进行的3项试验:静态压力试验、抛落试验和爆炸试验,介绍了试验前的准备工作、测点布置、过程和响应情况,为特殊结构的设计和试验规范的制定打下基础.     

快速组合火车渡轮模型实验研究

快速组合渡轮是由两条驳船联接而成，在联接处可以纵向相对转动。根据两驳船在联接处力的传递特征，分别采用薄壁梁弯曲方程和约束扭转方程作为相似模拟的控制方程，进行了相似模型设计和实际船舶与模型的外力转换。在模型试验中，从组合渡轮的实际受力状态出发，模拟了不同的外力组合，得到了联接附体及其附近的部分船体上的应力分布规律。     

相似理论在水下爆炸冲击波载荷中的应用

以相似理论为基础,采用数值仿真试验的方法,探讨舰船结构遭受水下爆炸冲击波载荷作用时的动响应相似性问题。以某型舰原型作为基准模型,根据实际工程需要对舰船进行缩比仿真试验。原型有限元模型与缩比试验有限元模型数值结果表明:通过试验模型可以准确预测原型结构遭受水下爆炸冲击波时的动响应特性,将几何相似律应用到水下爆炸冲击波载荷相似性研究中是可行的。     

空爆载荷作用下波形夹层板抗爆结构优化设计

为了提高空爆载荷作用下夹层板的抗爆能力,提升其在舰船和海工装备上的应用程度,本文提出了一种针对波形夹层板结构的优化方法,该方法以结构质量和在爆炸载荷作用下的结构应力、变形以及吸能作为评估标准,利用正交试验筛选出样本点,通过BP神经网络生成夹层板结构参数与评估标准间的响应面模型,用遗传算法对响应面模型进行多目标优化分析,得出全局最优解,形成一套夹层板的优化设计方案,这为夹层板抗爆结构优化设计提供了一种新的设计思路和优化方法。     

石化码头墩台结构波浪力研究

海上栈桥式码头的上部一般由置于静水面以上的带有纵横梁水平面板构成,为估算作用于结构上的波浪力,已有相当多的理论和试验研究,提出许多波浪力和相应的压强分布经验公式。然而,由于影响因素非常复杂,且工程梁系结构多变,因此通过模型试验来确定梁系结构等的波浪上托力和水平力是十分必要的。利用物理模型试验,测定了厦门港海沧港区石化码头结构在不同水位波浪组合情况下码头平台、墩台和桩基上的波浪力,并且得到了设计部门的实际采用。     

基于受迫振动实验的柔性立管的VIV响应预报

涡激振动响应预报对于深水海洋结构物的设计是非常重要的。近年来，基于圆柱体的受迫振荡实验数据提出了若干经验模型。针对潘志远提出的一种基于实验数据并且与立管的有限元模态分析有机结合的VIV预报模型，采用近期的一个阶梯状分布来流下的涡激振动响应实验测量数据，验证了该模型的有效性和局限性。     

某重件码头加固修复设计关键技术分析

通过对某重件码头桅杆吊倾覆后受损情况的检测分析,提出了桅杆吊臂架下铰点基座和钢横撑结构段修复的新方法,同时新增防后倾装置,不仅保证了码头结构的安全性,而且节约了工期和修复成本,为类似维修加固项目提供参考.