长江——乌江干支直达客船钢,铝混合结构设计特点与强度分析

本文介绍并分析了４００客川江船钢、铝混合结构的设计特点与强度指标、重量情况。该船主船体为钢质结构；上层建筑各反用铝铺板、铝围壁；上层建筑主要骨架用钢质牵条板与钢质型材，围壁上强骨材为钢质、普通扶强材用球铝型材；甲板间支柱用钢管。其主要目的是控制船体结构重量，达到浅吃水、载客多、航速快的目标，与全钢质上建筑及全铝质上层建筑有不同的结构设计、强度计算及结构连接特点。     

开孔群式上层建筑一体化船型多重突变结构计算分析

从开孔群式上层建筑一体化船型存在的阶梯型断层式上层建筑、密集大开孔群和左右舷外板不对称等多重突变结构出发，借助三维有限元分析技术，以船体梁横剖面惯性矩和船底外板剖面模数等船体梁剖面固有特性参数为设计切入点，探讨多重突变结构对船体梁总纵强度设计的影响和各甲板层构件对船体梁剖面惯性矩的贡献。此类船型大多负有在高航速、高海况条件下开展临危作业的使命，因此从工程实际的角度实现总体装载与船体结构设计的互动反哺式设计是首要任务。基于船体梁剖面惯性矩贡献的船舶设计方法可为此类船型的工程设计提供参考。     

总纵强度直接计算方法在滚装船上层建筑设计中的应用

介绍一种有限元直接计算方法,采用该方法分析滚装船上层建筑和主船体连接过渡区域的总纵强度问题。基于船级社规范的要求和已有研究成果,通过自编程序对滚装船的上层建筑外板和主船体过渡区域的结构进行计算分析,并对结构形式进行优化。计算结果满足船级社规范的要求,可供滚装船在设计初期考虑总纵应力的影响,从而合理布局,避免后期大量修改,提供设计参考。该自编程序能实现快速施加全船总纵弯矩,提高计算效率。     

舰船电化学阴极保护新系统

为舰船施加电流电化学阴极保护，是预防航行在海上船体水下部分腐蚀的最可靠又经济的方法。阴极保护不要求在舰船全寿期间作更换。当舰船油漆涂层出现不同程度的磨损时，都能对船体提供最佳的保护；能完全抑制船体壳板和焊缝主要金属的腐蚀，并且不取决于利用的焊接材料和焊接工况；可以降低壳板的粗糙度和延长船体使用的坞修间隔时间。对于设计中的新船——由于取消因考虑腐蚀磨损量而增加的壳板厚度，采用提高强度的低合金钢，因而减少了舰船的重量。     

高速船玻璃钢船体厚度控制

文章提出了高速船玻璃钢船体的统一设计厚度，经三大流域的四个船厂试验，证明所规定的设计厚度是正确的，控制不超厚或负厚度生产是可能的，并且采用开工前测定试板的含酯量可有效地控制玻璃钢船体的厚度。该厚度控制是在保证船体强度下进行的，强度保证和厚度保证（重量符合设计要求）可以同时达到。     

船楼端部侧壁开口对其参与总纵弯曲影响实验研究

对带较长船楼上层建筑的船体立体分段钢质模型进行了弯曲试验，分别研究了以下三种结构状态下，船楼结构参与船体总纵弯曲时的应力分布：(1)完整船楼；(2)切除船楼端部侧壁板和纵向骨架，保留肋骨框架；(3)仅将船楼端部侧壁板切割分离，保留纵横骨架。得出了较长船楼端部侧壁板切割分离可大大减小船楼上层建筑参与船体总纵弯曲的程度，以及船楼端部开口后船楼上层建筑长度可取为开口内侧之间的长度等有价值的结论。     

上层建筑有效度分析在某船强度计算中的应用

上层建筑是建立在船舶主体上甲板之上的舱室结构，它的特点是短于船长，因而构成了结构上的不连续性。上层建筑可分为两大类：一类是船楼，其特征为侧壁为主船体外板之延续；另一类为甲板室，其侧壁从舷侧向内缩进了一段距离。这两种差别对结构性质有着极其重要的影响。     

水下爆炸冲击载荷作用时船舶冲击环境仿真

以某船的船体结构和型线为基础，建立有限元分析模型，利用ANSYS／LS－DYNA程序计算了船体在不同炸药当量、起爆位置、有限元网格划分时的冲击环境，分析了船体在不同工况下的冲击响应。计算结果分析表明：在一定的条件下ANSYS／LS－DYNA有限元软件计算水下爆炸冲击环境是可行的。所得主要结论如下：（1）流场中结构的存在导致冲击波的反射、绕射使流场压力偏小或偏大；（2）冲击响应沿船长方向非线性传播；（3）存在一个临界K值，当K超越该值时，船体冲击环境发生突变，产生全局性的冲击响应；（4）在上层建筑中，冲击加速度并非呈线性分布，冲击加速度的大小与上层建筑各层刚度有关；（5）由于上层建筑的刚度与船体刚度呈非连续过渡，故船体冲击环境在上层建筑上将发生畸变。     

长上层建筑计入船体梁总纵强度研究

目前许多船型设计长上层建筑,主船体舷侧一直延伸到上层建筑甲板。规范进行船体梁总纵强度评估时,会涉及船体横剖面剖面模数和船体梁弯曲正应力的计算方法。综合考虑上层建筑有效度和剖面折减系数,研究了长上层建筑参与总纵弯曲的船体梁理论,应用了长上层建筑和主船体弯曲正应力的计算方法,验证了该方法对具有多层长上层建筑甲板船型的适用性,可应用于对具有长上层建筑的船舶初步设计校核。     

上层建筑一体化船型的船体梁总纵强度计算方法研究

目前许多船型进行上层建筑一体化结构设计,把上层建筑和主船体连成一体,舷侧线型从主船体一直延伸到上层建筑甲板。在按现有规范进行船体梁总强度校核时,会遇到如何计算包含上层建筑的船体梁剖面模数和总强度应力等问题。文章引入了上层建筑面积折减系数和上层建筑有效度系数,建立了它们之间的数值关系,给出了上层建筑一体化船型的上层建筑船体梁横剖面参数和参与总强度有效度的工程计算方法,可应用于该类船型的设计计算和船体梁总强度校核。     

29000t散货船上层建筑振动特性预报

近年来，种类货船机舱布置在尾部，高耸而单薄的上层建筑就在机舱之上，螺旋桨脉动压力，主机干扰力激起的上层建筑剧烈振动的事故时有发生。为了在设计阶段对上层建筑振动特性进控制，本文应用上层建筑加船体梁的简化模型分析了２９０００ｔ散装货船上层建筑的振动，在设计阶段预报了该船上层建筑的振动特性，为改进设计提供了依据。计算结果得到ＤＮＶ的认可。与整船体离散模型（节点１００００以上，单元４００００之多）相比，该     

复合材料加筋板-钢板连接结构静力试验与数值分析

针对复合材料上层建筑与钢制主船体的连接问题,开展了复合材料加筋板与钢制围槛板连接结构力学特性的试验和仿真研究。首先设计并制作了两型复合材料加筋板-钢板连接结构模型;然后通过试验研究,对两型连接结构的弯曲刚度和强度特性进行了测试和对比分析;最后基于有限元仿真对两型连接结构在线性加载阶段的应变及初始失效载荷进行计算,并通过与试验结果对比,证明了仿真方法的正确性。通过研究,得出了典型工况下两型连接结构的静刚度、强度特性、失效模式和薄弱环节,可为复合材料上层建筑与主船体连接结构的设计与工程应用提供指导。     

大型船舶上层建筑-主船体剪切耦合方法研究

对于大型客船、豪华邮轮等船舶，上层建筑参与总纵弯曲的程度较大，主船体与上层建筑之间的作用关系非常复杂。探究大型船舶上层建筑-主船体间的各向耦合关系对于改善大型船舶的力学性能、结构安全等具有十分重要的意义。本文基于双梁理论和耦合梁理论，重点研究上层建筑-转换层-主船体之间的纵向剪切耦合关系，提出一种适用于带有大型上建船体结构的简化耦合梁方法。通过建立耦合梁结构的控制方程，获得上建与主船体间的弯矩-曲率关系、剪切耦合关系以及耦合刚度-极限剪切位移之间的关系，从而有效表征大型上建与主船体间的相互作用。经实例分析，验证了该耦合梁方法的准确性和有效性，可以为带有大型上层建筑船舶的极限强度研究、设计优化等提供有益参考。     

对玻璃钢积层板和夹层板公式的探讨

在《玻璃纤维增强塑料渔业船舶建造规范》2008中,积层板及夹层板蒙皮厚度计算公式中的设计衡准参数存在理论缺陷,夹层板厚度计算公式不能充分体现夹层板各组分力学性能与彼此厚度之间的匹配关系。鉴于此,笔者依据复合梁原理,将积层板视为夹层板特例,提出积层板与夹层板的统一公式。此公式虽较各向异性板的弹性力学求解法粗略,但仍能体现夹层板各组分力学性能与厚度的匹配关系。经算例计算,统一公式计算值与LR《特规》相当接近,因此统一公式可用于玻璃钢船体设计。     

某长轴系滚装船的振动问题分析及解决实践

对某系列具有双主机、双可调桨及长轴系布置的大型货物滚装船的轴系、设备及上层建筑的有害振动问题进行调查，基于相关测试及轴系、船体振动计算分析结果，提出应用一种安装于轴系振动较大区域的轴向减振器（SAVD）来降低长轴系振动的方案及在上层建筑最底层甲板下方设计安装8根支柱来缓解舱室振动。通过航行试验验证：SAVD能有效降低长轴系纵向振动水平，轴系振动位移降低约70%；可调桨配油器（ODBOX）的纵向振动速度降低约65%；单独应用SAVD不能完全解决上层建筑振动问题，安装支柱对缓解上层建筑振动起主导作用。对该船振动问题及解决方案的剖析，可为相似问题研究及处理提供借鉴。     

船舶复合材料上层建筑概念设计及力学行为研究

针对船舶轻量化的发展需求,以轻质复合材料夹芯结构为上层建筑的基础板材,以船用复合材料T形连接和Y形连接作为设计节点,将局部设计节点与基础板架有机组合实现集成式船舶复合材料上层建筑的概念设计。分析船舶上层建筑的多种受载形式,研究其在波浪环境中联合载荷作用下的力学行为表征和宏观响应特性,预报复合材料上层建筑与主船体之间的相互作用及其对船舶总纵弯曲的贡献效率,为船舶复合材料上层建筑的优化设计、可靠性和安全性分析提供有益参考。     

膜梁组合模型的船舶总体与上层建筑耦合振动

本文提出了用膜元与集中质量的组合形式作为上层建筑的力学模型。同时,为了考虑上层建筑与船体总体的耦合振动,总振动的力学模型仍采用梁模型,从而简化了上层建筑的力学模型的形成工作。电算程序采用自动计入附连水质量与模态综合法(动态子结构法)相结合的形式,十分方便地判断了上层建筑与船体梁振动之间的耦合关系。本方法可作为船厂设计人员在详细设计阶段时使用。     

船舶梁肘板的设计方法

在较全面研究梁肘板及相关问题，即梁肘板的受力（应力集中与疲劳损伤）和梁肘板的结构工艺性问题后，本文提出了船体结构梁肘板的两种设计方法：线弹性理论计算法；规范设计法。     

40000dwt散货船设计阶段船体振动分析控制

在40 000 dwt灵便型散货船设计建造过程中,为了控制船体出现的有害振动,对船体总体振动、上层建筑总体振动及船体艉部局部结构进行了振动预报分析.对船体总体振动和上层建筑总体振动进行分析,避免与主机和螺旋桨激励发生共振;对于船舶艉部结构,重点关注上层建筑各层甲板工作和生活等重要区域的振动情况,采用结构有限元法分析各层甲板的振动特性,设计时通过调整局部结构刚度并保证一定频率储备来避免共振,为船体结构减振设计提供依据.本文给出了设计阶段船舶总体、上层建筑总体及局部结构振动计算分析方法和过程,可对船舶设计者提供有益的参考.     

船舶复合材料上层建筑概念设计及力学行为研究

针对船舶轻量化的发展需求,以轻质复合材料夹芯结构作为上层建筑的基础板材,以船用复合材料T形连接和y形连接作为设计节点,通过局部设计节点与基础板架的有机组合完成集成式船舶复合材料上层建筑的概念设计.分析船舶上层建筑的多种受载形式,研究其在波浪环境中联合载荷作用下的力学行为表征和宏观响应特性,预报复合材料上层建筑与主船体之间的相互作用及其对船舶总纵弯曲的贡献效率,为船舶复合材料上层建筑的优化设计、可靠性和安全性分析提供有益参考.