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。     

滑行艇尾部结构的模态分析和响应预报

针对某滑行艇尾部结构振动问题,建立尾部结构三维有限元模型,应用MSC.Patran/Nastran软件对其进行模态分析和响应预报。其中,采用虚拟质量法模拟流体与结构相互作用来计算附连水质量;运用瞬态响应分析方法计算螺旋桨脉动压力引起的尾部结构振动响应。通过分析获得该艇尾部结构的振动特性,为结构减振设计提供依据。     

深水/浅水铺管起重船尾部结构设计

介绍了深水和浅水铺管起重船尾部的结构和布置,针对铺管起重船尾部区域具有设备多、局部载荷大和结构形式复杂的特点,分析了尾部结构设计中的难点。通过采用有限元方法对尾部结构进行建模、加载和计算,评估了尾部船体支撑结构以及起重机基座结构在各种载荷(特别是起重机载荷)作用下的强度。通过对计算结果进行进一步的分析,比较了深水和浅水两种类型的船舶尾部结构特点。另外介绍了使用有限元计算方法对尾部结构进行简单优化的设计过程。最后得出了具有实用价值的结论。     

基于有限元法的升船机卷筒结构稳定性校验分析

针对升船机卷筒体工况及结构特点,提出模态、屈曲建模及校验的卷筒结构稳定性研究路线。首先以经验参照法分析卷筒结构的稳定性指标,引出与工程实际的矛盾,进而基于有限元法校验多工况卷筒的刚度强度;其次以整体模态理论、屈曲分析理论为依据,推导出模态分析、屈曲分析的数学模型;最后基于有限元法开展卷筒结构的整体模态运算分析,采用外载荷单位化的施加方法,开展卷筒结构的有限元特征值屈曲运算分析。校验出升船机卷筒结构的设计参数满足工程稳定性要求。     

隐身夹芯复合材料舵振动特性研究

对声隐身夹芯复合材料舵进行壳板和整舵的结构形式设计;应用有限元软件MSC. Patran和MSC.Nastran建立声隐身夹芯复合材料舵和钢质舵模型,进行模态计算,得到夹芯舵和钢质舵干湿模态下的各阶固有频率和振型;与局部壳板小模型的振动模态进行比较,分析两种模型不同的振动规律.比较两种舵结构的模态节线图,分析格舵的弯曲、扭转及耦合振动模态.结果表明:隐身夹芯复合材料舵固有频率低于钢质舵,且振型主要为整体弯曲、扭转振动,壳板局部振动较小.     

邮轮推进器舱与吊舱推进器耦合振动分析

针对采用吊舱推进器的邮轮建立4种尺度的有限元模型,各尺度模型均包含2种类型:A类以质量点模拟吊舱推进器,B类建立吊舱推进器的三维有限元模型。分别对两类有限元模型进行模态分析,通过比较固有频率来分析吊舱推进器与主船体的振动耦合效应。通过振动模态对比,确定结构动力学计算的最佳模型尺度范围,并在此基础上进行推进器舱振动响应分析。结果表明,在模型较大时,吊舱推进器对结构扭转振动耦合影响最大,而在计算模型范围较小时,其对水平振动耦合影响最大;垂向速度响应的最大值并没有出现在激励力正上方,而是位于2个吊舱推进器之间的船中区域。本文结论可为船体尾部振动优化分析与邮轮设计提供参考。     

功率流计算在船舶尾部振动传递特性分析的应用

舰船的机械结构振动不仅会产生噪声,降低舰船的隐蔽性,还会导致机械结构由于振动造成的破坏,因此,研究船舶机械结构的振动特性具有重要的意义。船舶尾部是动力系统所在地,研究船舶尾部的振动传递特性,并针对振动传递特性进行相应的减振设计对于改善船舶整体的性能有良好的效果。本文首先介绍振动功率流理论和无阻尼自由振动理论,并结合有限元分析技术,对船舶尾部的振动传递特性进行仿真。     

船舶结构振动特性研究

本文利用SHELL63、BEAM4、SOLID95、COMBIN14四种类型共64187个有限单元和30种几何参数建立了接近于真实船舶(包括机舱动力设备)的有限元模型。在考虑流一固耦合状态下，用有限元技术对船舶进行模态分析以及船舶对激励力的振动响应数值计算。在模态分析过程中，采用了矩阵缩减的方法来消除局部模态，以便获得整体弯曲和扭转振动模态。然后对主机单层隔振器和辅机双层隔振器的减振效果进行了预估。将建立的接近于真实船舶的有限元模型和尾部结构的三维有限元和梁组合模型的数值计算结果进行比较，得到一些重要结论。本文为船舶设计人员在船舶设计阶段，预报船舶结构振动提供了一条新的途径。     

基于BLS的载重量38000t散货船尾部总段整体吊装优化设计

泰州口岸船舶有限公司采用整体吊装工艺对散货船尾部总段进行吊装,考虑其结构的复杂性,应用有限元法计算整体吊装时的结构强度。采用BLS软件构建船体有限元模型,计算整体吊装时的结构响应,校核结构薄弱部位,有针对性地提出加强方案并对方案的可行性进行评估。实船尾部总段的顺利吊装表明该整体吊装工艺设计合理,对后续船体尾部总段吊装具有指导和借鉴意义。     

不同模型及不同载荷形式对单层圆柱壳声振特性的影响分析

螺旋桨轴系激励作用下水下航行器的尾部结构会产生低频辐射噪声,针对尾部结构的声振特性开展研究很有必要。本文以水下加肋圆柱壳为对象,采用有限元耦合声学边界元计算了加肋圆柱壳的辐射声功率,针对尾部噪声分析的3种模型:整体三维模型,尾部三维模型+首部梁模型的混合模型,尾部截断模型,分析讨论3种不同模型处理方法对声辐射特性的影响。结果表明采用尾部截断模型计算辐射声功率时在低频段与整体三维模型的误差较大,混合模型在趋势上与整体三维模型吻合较好。对比尾端部不同方向激励力对环肋圆柱壳声辐射特性的影响,结果表明横向和垂向激励对环肋圆柱壳的辐射声功率没有影响,但是对远场声压指向性有较大影响。     

型船空船重量推算法

推算型船的空船重量是船舶总体设计人员在确定设计方案或进行设计审核时常要做的关键性工作。利用静水力曲线的近似计算公式,分别根据型船设计吃水和结构吃水两个载重量来推算空船重量,并与其他方法进行比较 可供总体设计人员对型船分析换算时作为参考。     

多用途拖船尾滚筒结构强度计算及研究

该文采用有限元方法对某型多用途拖船尾滚筒的结构强度及稳定性进行了分析及计算,尝试利用了积分加载的方式施加结构的外载荷,分两种不同的工况对结构的主要参数进行了具体分析和比较,计算结果及经验分析验证了该外载荷施加方式的正确性,为尾滚筒的结构强度设计及稳定性分析工作提供了一定的参考。     

艏艉破冰模式极地船冰区划分及冰载荷弯矩剪力对总纵强度的影响

对于首尾破冰模式的极地船舶,规范中并没有详细给出其冰带划分的方法,仅仅提到尾部破冰参考艏部破冰区域划分,但由于船体尾部线型和艏部线型差距较大,故并不能很好的适用,本论文以一艘PC4级110kt极地原油船为例,就此针对尾破冰模式进行冰区带划分。 另外冰载荷产生的弯矩剪力对船体总体强度的影响也在本文中论述。     

45000t集装箱滚装船超大型艉门安装技术研究

45000t集装箱滚装船艉门是艉部大开口密封设备,由艉门主体和滚装翼板组成,艉门主体对整个滚装区域与外部空间进行水密分隔,滚装翼板作为艉跳板与滚装通道衔接。滚装翼板在工作状态下搭在艉跳板上,保证车辆顺利进入滚装货舱;通道关闭时,先收拢滚装翼板,再关闭艉门,确保艉门周围的水密结构正常,保证通道的水密性。主要对艉门主体、滚装翼板及其相关部件的安装进行研究,阐述艉门主体、滚装翼板的前期安装准备和过程控制,以及艉门安装过程中相关安装精度的控制,以确保艉门安装的准确性和可靠性,进而达到预期的设计要求,为后续系列船的艉门安装提供参考。     

载重38 800 t散货船推进轴系轴承布置设计

通过有限元分析,选取Workbench作为平台,采用MOGA优化算法分别对尾管轴承和中间轴承的长度和布置位置进行敏感度分析,得到轴系设计过程中各参数的不同敏感度,同时计算轴承布置位置和长度与轴系最大应力关系,得到船舶轴系的最佳优化设计方案。     

高速船尾部喷水推进局部振动分析

针对高速船尾部采用喷水推进装置的局部振动问题,建立了船体尾部包含喷水推进泵的有限元模型。考虑附连水质量的影响,将船体尾部离散成甲板,底板,喷水推进泵,尾板等局部结构,采用规范经验公式估算以及有限元分析的方法分别对各局部结构的板、板格、板架进行固有频率计算,将其结果与轴频和叶频激励频率进行储备频率校核,判断尾部采用喷水推进装置在振动问题上是否满足规范标准,并为下一步的船体设计提供参考。     

一种实用船型设计方法(2)--特殊船尾及其推进性能分析

介绍了四种具有完全不同尾型的实用双桨船型的优化设计结果,即双球尾船型、蜗尾船型、双尾船型、双尾鳍沿海客滚船船型,都取得了很好的推进性能与节能效果.在设计航速下,与各自的对比常规双桨船型相比较,提高推进效率分别为15%以上,20%以上,10%左右,8～10%.文中亦对特殊船尾的推进性能与螺旋桨设计作了初步分析.     

Design of offshore structures against accidental ship collisions

In this paper, we investigate the damage to offshore platforms subjected to ship collisions. The considered scenarios are bow and stern impacts against the column of a floating platform and against the jacket legs and braces. The effect of the ship–platform interaction on the distribution of damage is studied by modeling both structures using nonlinear shell finite elements. A supply vessel of 7500-ton displacement with bulbous bow is modeled. A comprehensive numerical analysis program is conducted, and the primary findings are described herein. The collision forces from the vessel are compared with the suggested force–deformation curves in the NORSOK code. For collisions with floating platforms we particularly focus on the crushing behavior and potential penetration of the bulbous bow and stern sections into the cargo tanks or void spaces of semi-submersible platforms. For fixed jacket platforms we investigate whether jacket braces can penetrate into the ship without being subjected to significant plastic bending or local denting.Adequate treatment of the relative strength between the interacting bodies is especially relevant for impacts with high levels of available kinetic energy, for which shared energy or strength design is aimed at. Simplifying one body as rigid quickly leads to overly conservative and/or costly solutions, and is in some cases non-conservative.The numerical analysis is used to develop a novel pressure–area relation for the deformation of the bulbous bow and stern corners of the supply vessel. Procedures for strength design of the stiffened panels are discussed. Refined methods and criteria are proposed for strength design of platforms, including both floating and jacket structures. The adequacy of the NORSOK design guidance for collisions against jacket legs is evaluated. The characteristic strength of a cylindrical column is used to develop a novel criterion for the resistance to local denting from stern corners and bulbous bows.     

Analysis on maneuvering motion characteristics of submarine under static moment in vertical plane北大核心CSCD

[Objectives]Aiming at the problem of poor depth-changing ability of the stern rudder of submarine at low speed, and the problem of reversing the movement trend is difficult when the stern rudder is stuck and encountering abrupt changes of seawater density in the vertical steering maneuver. This paper conducts the mechanism research of static moment maneuver. [Methods]First, it is proved through theoretical analysis that the static moment maneuver can eliminate the reversed velocity phenomenon of the stern rudder. Then, the surfacing process under the static moment maneuver and the rudder hydrodynamic control is numerically simulated. [Results]The simulation results show that the static moment maneuver can make the submarine maintain good vertical plane maneuverability at low speed, eliminate the reversed velocity phenomenon of the stern rudder, and avoid excessive trim angle of the submarine at high speed. At the same time, the recovery effect of the two emergency situations of rudder jamming and falling deep has been improved. [Conclusions]The static moment maneuver is beneficial to the maneuverability and safety of the submarine. The research in this article can provide a reference for the maneuverability design of submarine. © 2023 The Author(s).