船用起重臂弹性变形动力学分析

起重臂起吊过程中由于吊物的晃动,会使得起重臂承受额外的动载荷。为提高船舶起重臂结构的设计质量,首先建立某船舶起重臂三维结构,并借助有限元前处理器对起重臂结构进行网格划分。随后基于三维应力有限元模型对起重臂结构动力学特性进行研究,获得其动力学特性。计算结果表明,起重臂结构响应具有明显的非线性特性,主要由1阶和2阶模态混合作用所致,在实际设计过程中,应加强对1阶和2阶模态的质量分布设计。     

海上舰船横摇运动数学建模

为了研究船舶结构横摇动力学特性,提高船舶航行安全性,本文采用多体动力学方法,建立船舶横摇动力学模型,并给出船舶航行载荷的积分变换方法。通过采用Matlab软件编程计算,得到船身横摇动力学响应。同时计算结果与实际情况吻合较好,可为船舶结构设计提供参考。     

船体半主动控制减振及动力学特性研究

为减少船身结构振动,以某船舶动力学模型为研究对象,建立半主动磁流变阻尼器动力学模型,并将其与船舶运动模型相耦合,对其进行振动控制研究。研究表明:采用半主动磁流变阻尼振动控制方法能够有效减少船身振动,并且控制速度较快,稳定波动较小,效果较好。     

螺旋桨负载在船舶动力系统中的特性分析

为了研究螺旋桨结构-船身耦合动力学特性,本文基于流体力学理论建立了螺旋桨水动力模型。采用Matlab软件编程计算,将船身动力学模型与螺旋桨水动力模型相耦合,得到船身动力学响应。本文采用的方法能够加快流体迭代收敛速度,并且具有较好的计算收敛性。     

刚柔耦合配气机构动力学仿真研究

为研究船用柴油机配气机构运动过程中弹性变形对运动和受力的影响,6L21/31柴油机的配气机构作为研究对象。应用Pro/E软件平台和ADAMS软件平台,建立其多刚体动力学模型。将气门杆和挺杆这两个弹性变形大的零件进行柔性化处理后,建立其刚柔耦合动力学模型。并将多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型仿真的结果与经典动力学计算结果进行比较分析。结果表明考虑零部件的弹性变形,能够更准确的反应配气机构的运动情况,可以进一步为柴油机配气机构的优化设计和改进提供可靠依据。     

组合式起重机支撑结构力学性能研究

为了能够准确合理的确定组合式起重机船体支撑结构的设计工况及载荷成分,寻找结构应力响应及变形模式特点,评估起重作业的安全性,确定安全的起重臂放置方向及行之有效的结构加强方案,本文根据《船舶与海上设施起重设备规范2007》的相关要求,以实船作为算例,采用有限元方法对起重机支撑结构的力学性能进行研究,充分考虑了船舶倾斜和船舶运动产生的起重机附加载荷,以及不同起重臂方位角的影响,根据不同工况下结构应力和变形的计算结果,对各设计载荷成分对结构强度和刚度的影响进行了评估,分析了不同的起重臂方位角下结构应力响应及应力成分的特点及规律。通过本文的工作最终确定了起重机支撑结构的典型设计工况、主要破坏载荷和变形模式、危险的作业方位角及安全的起重臂放置方向,为类似结构的设计提供了一些参考和借鉴。     

环境干扰力作用下船舶操纵运动仿真数学模型研究

为研究外界干扰因素对船身运动的影响,本文假设船舶航行环境中是小幅度波浪,船身摆动不是剧烈晃动。水流载荷采用切片理论进行计算,船身为一细长结构。以此为基础,建立基于船身局部坐标系的船体运动微分方程,并将其投射至全局坐标系。基于Matlab的Simulink工具对船舶运动微分方程进行计算,结果与现有文献结果较为一致,本文建立模型能够较好地反映外界干扰对船体运动的影响规律。     

浅吃水单柱式浮式风机动力学特性仿真研究

本文采用FAST软件对一种浅吃水单柱式浮式风机系统的动力学特性进行了研究.这一浮式风机适用于能源成本相对合理、水深为150 m的海域.本文首先讨论了这一浮式风机系统和OC3-Hywind系统在动力学特性方面的差异,然后研究了风尤其是湍流风对系统动力学特性的影响,最后对这一系统在多种载荷状况下的动力学行为进行了详尽的分析.研究结果表明:湍流风会在系统固有频率附近引起显著的激励;纵荡和纵摇运动取决于风轮推力,它们通过风轮推力和相对风速之间的联系建立起耦合关系;Spar平台的艏摇运动主要取决于平台横摇时由风轮推力引起的艏摇力矩.     

横摇作用下气囊—浮筏耦合船用转子系统的非线性动力学特性

为了研究横摇作用下气囊-浮筏耦合船用转子系统的非线性动力学特性,针对船舶横摇运动对气囊-浮筏耦合船用转子系统的影响,建立了横摇与非线性油膜力共同作用下系统的动力学模型,并对动力学方程进行无量纲化处理。采用数值方法求解无量纲方程得到系统的动力学稳态响应,重点研究转子转速和横摇幅值变化对系统动力学特性的影响。研究结果表明：横摇作用下的气囊-浮筏耦合船用转子系统,随着转子转速的增加,运动状态由准周期过渡到混沌;与无横摇作用时系统相比,振动幅值明显增大,运动状态更为复杂。一般情况下横摇作用下系统的分岔与混沌特性不受横摇幅值增减的影响,但其振动幅值会随着横摇幅值的增大而以非线性的形式增大。     

基于三维解析法的船舶碰撞外部动力学研究

目前国际上船舶碰撞外部动力学的解析法研究均局限于船体碰撞运动的二维假设,忽略了可能存在的大幅横摇。依据文献[1]给出的二维船舶碰撞数学模型,建立了包括横移、纵移、首摇和横摇在内的三维船舶碰撞数学模型,并编制程序对文献[2]中的算例进行计算,计算结果表明船舶横摇运动在大多数船舶碰撞情况下是不可忽略的。