船体结构强度直接计算中惯性释放的应用

介绍惯性释放的功能和原理,并以某观光潜艇和江海直达推船的全船结构强度直接计算为例,说明惯性释放功能的应用。     

惯性释放在油船结构强度直接计算中的应用

以一艘大型油轮结构强度的舱端模型直接计算为例，说明惯性释放功能的应用，讨论边界条件、端面剪力及结构自重对于应力计算结果的影响。     

惯性释放法在大型复杂结构焊接变形预测中的应用

在进行大型结构焊接变形有限元分析时,为了固定整体结构刚体位移必须施加不少于6个自由度的约束,但对于自由状态下的结构而言,如何施加这6个最少约束是非常的困难,长期以来是困扰研究人员的难题,也是焊接结构有限元分析在工业现场应用的一个瓶颈。所谓惯性释放法就是可以在不加约束的情况下模拟自由结构的变形。该文将在航海航空领域得到广泛应用的惯性释放法引入大型焊接结构变形分析,解决了自由状态下结构必须施加约束的问题。首先以典型的对接接头为例,比较了两种不同的约束方法之间的差别。然后通过一个典型的船体焊接变形预测的实例,验证了惯性释放法在大型结构中应用的可行性,为焊接结构变形分析在工业生产中广泛应用提供了一个有效的方法。     

NAUTICUS系统在船体结构分析中的应用

NAUTICUS系统是挪威船级社（DNV）开发的集成系统软件包,涉及规范校核、疲劳评估、结构分析等各个方面。我院应用NAUTICUS系统在船体结构分析方面做了较多工作,为生产设计、科研开发任务的顺利完成起到了有力保障作用。文中在些对NAUTICUS系统的构成作了简要介绍,并探讨了使用中的一些体会。     

正确应用规范提高船体结构设计水平

对钢质内河船舶船体结构设计时易被忽视和易发生取值错误的地方，笔者根据多年从事船舶检验和船体图纸审查的工作实践提出了个人的理解，并列出较易理解、掌握的处理方法及计算式。[编者按]     

弹塑性板壳结构非线性有限元分析

本文根据塑性流动理论的基本公式，由隐式积分导出了与路径无关的变量更新算法和一致切线模量。采用单元广义应力应变直接离散塑性流动定律，构造了杂交应力单元一致切线刚度矩阵的显式表达式，编制了结构有限元程序ＳＡＦＥ，并对弹塑性非线性屈曲和极限承载能力进行分析计算，得到了一些有用的结论。     

Poseidon软件在船体结构设计中的应用

本文主要介绍了GL船级社的船体结构强度计算软件在船体结构送审设计中的应用。并以1700TEU.B1集装箱船为例,列出了主要的计算步骤。     

动态有限元法在船体板架振动计算中的应用

该文通过直接求解轴向受载的均匀Timoshenko梁单元扭转振动和弯曲振动的运动微分议程,导出了考虑轴向力,剪切变形和转动惯量的平面板架的动态刚度短阵的解析表达式,并用改进的二分法求解频率特征议程,经对处于复杂弯曲状态的船体板架振动的数值计算,验证了本方法的精确性和有效性。     

考虑船体惯性的蒸汽动力船舶制动能力简易分析方法

在论述现有蒸汽动力船舶制动能力分析大多集中于动力系统本身的变工况过程、没有充分考虑船体惯性影响的基础上,通过建立船体惯性影响下的蒸汽动力船舶制动过程、对比母型船舶得到允许实施全速倒车制动的正车航速、根据部分航速下的滑行数据建立船体滑行速度与滑行时间的关系等,形成了考虑船体惯性的蒸汽动力船舶制动能力简易分析方法。该方法得到的结论偏于保守,对于蒸汽动力船舶的机动性指标论证和试验试航等,具有指导意义。     

参数化技术在舰船结构设计中的应用

参数化设计是指设计人员在CAD系统提供的条件下用一组参数来构造设计对象的信息模型,参数与设计对象的控制尺寸有显式对应,当参数的值发生变化时,设计对象随之改变。本文结合CATIAV5系统,介绍了参数化设计技术,阐述了参数化建模的几种方法。以甲板支柱为例,建立了支柱的参数化模型,实现支柱的参数化设计和模型自动修改的功能,大大节约了设计时间。     

船体焊接结构件残余应力消除的若干方法

船体构件装焊过程中产生的焊接残余应力不仅会降低船体焊接结构件的性能，还会使得船体建造精度不易控制，从而最终影响到船舶的建造质量，因而有必要采取一些有效的控制措施。本文介绍了船舶建造过程中焊接残余应力产生的原因及其影响因素，并通过分析各种残余应力消除方法的特点，探讨了这些方法在船体建造过程中的应用情况。     

TRIBON系统软件在船体设计中的应用

在船舶结构设计基础上,介绍了TRIBON生产设计软件系统运用到结构设计的效果。通过分析并结合实际经验,指出TRIBON软件能有效地完成施工设计目的,并取得较好的效果。     

虚拟现实技术在船体设计中的应用

传统设计工艺的匹配能力较弱,导致所设计船体的安全系数低,因此研究虚拟现实技术在船体设计中的应用。该技术模拟海域环境,从立体视觉角度分析船体行进方式。设置匹配参量,根据船体结构关系建立分段式虚拟模型;装配组件并动态演示,通过碰撞检测调整组件间的衔接位置。实验表明,与传统技术相比,虚拟现实技术应用下,船体组件之间的匹配程度高、契合效果好。可见该技术更适用于船体设计。     

船体局部曲面结构造型的三维设计

二维设计广泛适用于船舶整体结构设计中,但针对船体局部曲面结构造型设计,只能显示二维图像,造成工作人员识图难度大,设计周期长。为此提出船体局部曲面结构造型的三维设计。依托Parasolid三维设计软件,使用Parasolid图形内核函数库,完成三维基础模型建立;通过三维静态力学条件分析,优化基础模型结构;采用三维动态力学分析,检验模拟环境下曲面结构的安全性能,实现三维设计;实验数据表明,本文提出方法,减低设计周期,造型设计显示直观,减轻识图难度。     

基于知识的船体结构快速设计及优化

在确保安全的前提下,快速设计出优秀船体结构并实现快速修改是船舶设计师梦寐以求的目标。文章针对这一目标,提出了基于知识的船体结构快速设计方法,引入船体结构知识本体的概念,将知识工程原理和参数化技术相结合,对船体结构设计知识库的建立进行了研究,实现了船体结构三维快速优化设计。设计中设计船的结构构件位置通过位置参数确定,构件尺寸通过母型知识库并运用NURBS函数插值再结合规范要求获得,对主要结构采用量子行为遗传算法进行优化。实例表明,该方法将设计知识嵌入到船体结构知识本体中,既有助于设计知识的保留和再利用,又能实现对设计结果的自动检查,进而快速获得合理的船体结构。     

大潜深平台多耐压体连接结构接头连接设计

多耐压体大潜深平台在深海静水压力作用下各耐压体纵向变形存在明显差异,导致连接结构发生弯曲变形,会对结构安全和相连设备造成不利影响。对比分析连接结构焊接和接头连接的优缺点,提出一种固定接头与活动接头结合的连接结构接头连接方案,使得连接结构最大主应力相比焊接时降低41.1%。为使连接结构接头连接方案能够更好地承载纵向冲击载荷,设计了一种位移补偿接头,既能在下潜过程中实现耐压体纵向自由移动,又能在下潜到工作深度后和固定接头一起承受纵向冲击载荷。本文可为多耐压体大潜深平台连接结构设计提供有益参考。     

深V船型大型化应用分析

将深V船型应用于大型化高速船的实船设计中,采用非线性型线变换生成多样化的型线方案,运用势流CFD方法对各型线方案进行兴波阻力船型优化。通过相同主尺度及设计排水量条件下的船模阻力对比试验,验证了优化后的深V船型可以在保持高傅汝德数Fr阻力性能优势的同时,在低傅汝德数Fr时拥有与圆舭船型相当的阻力性能。运用切片理论对深V船型进行耐波性理论预报,并对预报结果进行耐波性试验验证。试验结果表明,切片理论适用于瘦长型深V船型的耐波性预报。     

CATIA V5在船壳曲面设计中的应用

  目的  为简化船体建模步骤,提高建模效率,提出一种基于型线图快速实现船体模型创建的方法。  方法  该方法基于CATIA平台,利用应用组件架构（CAA）开发工具进行二次开发。首先,通过读取型线图中型线的几何元素和标注信息,实现型值点由二维到三维的转换;然后,在此基础上完成型线和船体艏、艉圆弧的创建,获得三维线框模型;结合CATIA原生曲面创建命令完成船体三维建模。最后,通过实例对开发的型值提取和艏圆弧生成程序进行稳定性和可靠性验证。  结果  结果显示,编制的程序能够实现型值点、横剖线、水线、纵剖线及除舷墙顶线外其他边界线的自动创建,利用艏圆弧生成程序创建的圆心线和切点线具备易修改、便于用户操作等特点。  结论  根据验证结果可见,以船体型线图为数据输入,结合“创成式模块”和“工程图模块”创建船体模型的方法是稳定可靠的,能够实现船体快速建模,具备一定的实用价值。     

基于知识工程的船体结构参数化设计

介绍了知识工程、参数化设计原理与方法 ,提出了基于知识工程的参数化设计原理与实现方法。最后通过 CATIA V5提供的知识工程模块 ,结合实例 ,给出这种设计方法的具体流程。