船舶舷侧细节结构的热点应力计算中的不确定性因素研究

疲劳是船舶结构一种重要的失效模式。在过去的十多年间，涌现出了一些不同的疲劳强度的评估方法，其中S－N曲线法在船级社中得到了广泛的应用。但是，仅就S－N曲线法中的热点应力法而言，不同的组织和个人所预报的疲劳寿命通常也存在很大差异，而计算所得的热点应力集中系数的不同是产生这些差异的一个重要影响因素。本文运用有限元比较研究的方法，对某船舶舷侧细节结构的热点应力计算中可能存在的不确定因素进行了综合分析。通过采用不同的单元类型，不同的建模方法以及不同的有限元软件ABAQUS和ANSYS，得出了相关结论，为正确计算此类船舶结构细节的热点应力提供了指导。     

船舶机舱结构三维设计

以某货船机舱分段结构设计为例，把SolidWorks、AutoCAD和EXCEL相结合进行机舱分段结构三维建模、二维出图、自动化计算，从而探讨计算机三维设计技术在船舶结构设计方面的应用。     

船舶结构分析中的全刚度空间平面应力薄膜单元

本文在改进四节点等参元和四节点Ｗｉｌｓｏｎ不协调元的基础上，发展了适用于船舶结构直接计算的全刚度空间平面应力薄膜单元，它能解决以前应用平面应力薄膜单元在空间结构计算中出现的非正定问题，更适合于船舶结构分析使用。本单元已作为１３类单元放入直接计算法的有限元数值分析模块中。     

游艇锚机支撑结构强度分析及结构改进

为提高锚泊作业的安全可靠性和营运安全性,基于某48m游艇锚机支撑结构,建立有限元模型,根据相关规范对4种作业工况下支撑结构的强度进行校核。结果表明：4种作业工况下结构的强度均满足规范要求,但个别工况出现应力集中现象。分析应力集中现象的原因,并提出2种改进方案,改进方案可有效缓解应力集中现象。研究成果可为类似结构的设计提供一定参考。     

大型船舶机舱结构冲击响应的数值模拟

采用有限元法研究了某船机舱底部结构在冲载作用下的响应,论述了模型的建立,附连水质量及边界条件的处理等问题,分析了两种工况下的冲击响应。计算结果和模型实验结果吻合较好,文中所提出的改进措施已在设计、建造过程中得到采纳。     

船舶结构振动的三维有限元分析

船用机器产笺振动与噪声不仅使乘客和服务人员感到不适,振动会引起结构构件的交变应力,加速结构的疲劳,影响到船体的强度。因此,设计人员需要在船舶设计阶段对可能发生的振动现象的严重程度作出估计,以便采取适当的措施,使实船的振动降至国际标准限度以内。     

船舶结构的疲劳校核

本文总结了ＤＮＶ（挪威船级社）最近发布的船舶结构疲劳校核指南中的步骤和建议。这个步骤也包含在ＤＮＶ计算程度包ＮａｕｔｉｃｕｓＨｕｌｌ中。     

船舶气囊下水过程结构应力变化的测试与分析

为研究船舶重力式气囊下水过程对船体结构应力的影响,采用动态应变仪对某21,500t散货船在下水过程中的船底及上甲板应力变化分别进行了测试,测试点布置在船中附近,设置同步信号进行采集;同时,用倾角仪对下水过程中船体纵向角度的变化进行了记录;测试结果表明:该船舶在气囊下水过程中,发生了艉落现象,船体局部出现应力较大区域.采取局部结构加强、延伸船台长度、改变船台坡度及船台改造成半潜等措施可以提高大吨位船舶气囊下水的安全性.     

3D-Beam在船舶结构分析中的应用

本文以某客货船甲板板架的计算，某油船槽型舱壁支撑系数的计算和某油船WebFrame的计算，说明了3D-Beam在船舶工程结构分析中的实用性。     

船舶大开口结构有限元分析专用前后处理软件的设计

针对船舶大开口结构的有限元分析,编制了专用前后处理软件,软件采用参数化的网格设计,前处理只需按可视化界面输入一些简单的基本尺寸、材料及载荷数据,就能生成供计算使用的复杂模型。在后处理中,能直接显示甲板及舷侧开口区的应力分布图、应力值表和应力集中系数,提供的信息完整、图形直观、操作简洁。     

船舶柴油机活塞缺陷分析及设计技术改进研究

针对广州某柴油机厂在传统产品活塞的设计技术改进过程中出现缺陷的新问题,采取CAE仿真和实验测试相结合的方法,对分布在顶部"凸位"和"凹位"分别呈"针孔状缺陷"和"卵形缺陷"的活塞运行状态进行分析研究,得出不同部位、不同类型缺陷对活塞强度的影响规律,并对不同改进设计方案进行了对比分析,从而得出较为科学的结论,并提出了有针对性的建议,大大降低了产品的报废率,提高了活塞的寿命和工作可靠性.     

船舶结构应力腐蚀疲劳的模糊可靠性计算

采用将实际裂纹作为随机变量,临界裂纹作为模糊随机变量处理的形式,计算了在已知裂纹尺寸下的腐蚀应力构件的模糊可靠度;该方法的研究对于进行腐蚀应力下结构的疲劳裂纹可靠性研究,具有较好的实际应用价值及广泛的推广前景.     

船用电子设备的可靠性设计与分析

文章提出了可靠性设计要求的内容和可靠性分析的一般方法,以研制的新型多模式航行信息接收设备为例,介绍可靠性设计的原则以及如何满足可靠性设计所要求的内容,最后采用了一种常用的可靠性分析的方法进行了验证,对类似的船用电子设备的可靠性设计和分析具有较大的借鉴意义。     

船用起重机箱梁结构轻量化仿生设计

对船用起重机箱梁结构进行优化设计,提高起重机箱梁结构的强度的同时,降低梁的重量,提出基于接触载荷塑形结构分解的船用起重机箱梁结构轻量化仿生设计模型,构建船用起重机箱梁结构的动力学方程,采用纵向定常运动分析建立船用起重机箱梁结构的控制参量模型,采用变形行为分析方法分析梁结构运动轨迹,构建仿生控制下的微观固体接触模型,实现起重机箱梁结构的轻量化设计。仿真结果表明,采用该方法进行船用起重机箱梁结构的轻量化仿生设计,能提高起重机箱梁结构的强度,梁结构的应力屈服响应能力提高。     

船舶结构设计方式及优化分析

  目的  高保真有限元模型和有效的载荷识别技术对于船体结构健康监测及评估至关重要。为此,提出一种基于改进粒子群算法的模型修正和载荷识别方法。  方法  使用rastrigin函数对改进粒子群算法和经典粒子群算法进行对比。采用工字梁结构,在梁中间位置施加压力,在其表面粘贴有限数量的应变片,并将其分为用于模型修正和载荷识别的实测点与用于验证的监测点两部分。进行对工字钢分块弹性模量的修正验证,并进行基于修正后的数值高保真模型的载荷识别验证。  结果  在利用rastrigin函数对改进粒子群算法的测试中,改进粒子群算法在不同粒子数下都表现出更好的全局最优解搜寻能力。在工字钢试验中,划分的两部分弹性模量在通过改进粒子群算法23步迭代后收敛于最优解。通过将试验监测点的应变数据与进行模型修正后得到的应变计算结果进行对比,应变相对误差在2%以内,验证了模型修正方法的正确性。此外,通过载荷识别方法识别出结构外载荷压力大小,识别计算值与试验施加载荷误差在2%以内,识别载荷与修正模型结合计算出的监测点应变值与试验数据相比误差最大值为3.74%,验证了载荷识别的有效性。  结论  所提方法在对结构全局状态反演时具有较好的精度表现,能够为船体结构健康监测、剩余寿命预测以及预测性维修提供技术支撑。     

夹层圆柱壳结构的应力与总稳定性分析

  目的  因对于钛合金耐压夹层圆柱壳这种新型耐压结构研究得较少,其芯层拓扑形式有待优化确认,需开展芯层拓扑优化。  方法  首先,选择一个壁厚较大的无加筋圆柱壳作为分析对象,采用ANSYS轴对称单元计算结构的应力;然后,沿圆柱壳厚度方向划分为上、中、下3个区域,将中部区域的结构设为设计变量,并建立其芯层结构形式的两阶段拓扑优化数学模型;最后,基于Matlab建立遗传算法主控程序,针对无加筋圆柱壳芯层的布置,分别仅沿轴向、轴向与径向布置形式两个阶段进行拓扑优化,以验证上述耐压夹层圆柱壳加筋形式的合理性。  结果  优化方案芯层拓扑形式为等间距设置,垂直连接内壳和外壳的肋板。  结论  静水压力载荷下的耐压夹层圆柱壳结构是一种合理的耐压结构形式。     

Dynamic ice loads for offshore wind support structure design

For offshore wind farms which are planned in sub-arctic regions like the Baltic Sea and Bohai Bay, support structure design has to account for load effects from dynamic ice-structure interaction. There is relatively high uncertainty related to dynamic ice loads as little to no load- and response data of offshore wind turbines exposed to drifting ice exists. In the present study the potential for the development of ice-induced vibrations for an offshore wind turbine on monopile foundation is experimentally investigated. The experiments aimed to reproduce at scale the interaction of an idling and operational 14 MW turbine with ice representative of 50-year return period Southern Baltic Sea conditions. A real-time hybrid test setup was used to allow the incorporation of the specific modal properties of an offshore wind turbine at the ice action point, as well as virtual wind loading. The experiments showed that all known regimes of ice-induced vibrations develop depending on the magnitude of the ice drift speed. At low speed this is intermittent crushing and at intermediate speeds is ‘frequency lock-in’ in the second global bending mode of the turbine. For high ice speeds continuous brittle crushing was found. A new finding is the development of an interaction regime with a strongly amplified non-harmonic first-mode response of the structure, combined with higher modes after moments of global ice failure. The regime develops between speeds where intermittent crushing and frequency lock-in in the second global bending mode develop. The development of this regime can be related to the specific modal properties of the wind turbine, for which the second and third global bending mode can be easily excited at the ice action point. Preliminary numerical simulations with a phenomenological ice model coupled to a full wind turbine model show that intermittent crushing and the new regime result in the largest bending moments for a large part of the support structure. Frequency lock-in and continuous brittle crushing result in significantly smaller bending moments throughout the structure.     

船用质谱仪电磁兼容结构设计

船用质谱仪作为舰艇舱室气体测量的主要设备,其电磁兼容性能的好坏直接关系到舰艇舱室环境检测的准确性,对艇员的正常生活和工作,甚至舰艇的作战能力都会产生很大的影响。本文依据电磁兼容的基本原理,从屏蔽和线缆敷设2个方面对船用质谱仪进行电磁兼容结构设计,使仪器满足GJB151B《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》的相关规定,从而保证仪器在复杂的电磁环境下测量的准确度、可靠性和稳定性。     

船用质谱仪电磁兼容结构设计

船用质谱仪作为舰艇舱室气体测量的主要设备,其电磁兼容性能的好坏直接关系到舰艇舱室环境检测的准确性,对艇员的正常生活和工作,甚至舰艇的作战能力都会产生很大的影响.本文依据电磁兼容的基本原理,从屏蔽和线缆敷设2个方面对船用质谱仪进行电磁兼容结构设计,使仪器满足GJB151B《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》的相关规定,从而保证仪器在复杂的电磁环境下测量的准确度、可靠性和稳定性.     

舰船液压系统螺纹接头防泄漏分析及其改进

从某舰船液压系统的实际出发，分析了螺纹接头对舰船液压系统泄漏的影响，提出了改进措施.