11500DWT散货船货舱双层底结构强度分析

文章利用大型通用有限元软件MSC／PATRAN、MSC／NASTRAN分析了11500DWT散货船的货舱双层底结构强度。给出了外载荷的计算方法和边界条件的施加方法,计算了一般压载工况和均匀满载工况下的11500DWT散货船的货舱双层底结构强度。计算结果表明,本船的货舱双层底结构强度满足规范要求。     

LNG船MOSS型货舱裙围结构的研究

针对MOSS型液货舱裙围结构所受的应力载荷,基于有限元分析法对货舱液货舱裙围结构的受力进行评估,来验证水平裙围结构、垂直裙围结构的性能.采用三维分段式有限制单元建筑分模法,对液化气货舱裙围结构整体进行建模分析,计算液化气货舱裙围肋板结构的整体受力及其载荷,得到整体应力载荷分析结果.当球型液货舱承受166 MPa的压力,纵骨架式裙围结构失去稳定性时所承受的载荷值为0.47;横骨架式裙围结构失去稳定性时所承受的载荷值仅为0.11.数据表明,垂直裙围结构稳定性优于水平裙围结构.     

基于高速船轻型结构流体冲击响应、控制与试验方法研究

船舶与土木工程学院孙海虹教授获准国家自然科学基金资助,课题为“基于高速船轻型结构流体冲击响应、控制与试验方法研究”. 1.项目的研究目标 研究基于高速舰船的轻型结构体系在流体冲击载荷作用下的响应、控制与试验方法.通过本项目的研究可望为保障我国高速舰船在恶劣海况下主体结构的安全性提供新的思想和方法,为在基于高速舰船的轻型结构体系上实施主动控制打下坚实的基础. 2.研究内容 1) 舰船主体结构在非线性波浪载荷作用下的水弹性分析.2) 舰船主体结构在流体冲击载荷作用下响应主动控制方法及系统仿真.3) 试验方法研究. 3.拟解决的关键问题 1) 为了说明方法的有效性,申请者在此前的研究中采用了一定的简化,未考虑舰船在非线性波浪上的真实运动情况.本项目将结合前期已完成的国家自然科学基金课题“船舶流固耦合及非线性波浪载荷响应研究”(编号：19272051),将舰船在非线性波浪载荷作用下主体结构水弹性分析进一步完善,加入波浪的砰击、甲板上浪的实用分析模型,为实施主动控制打下基础. 2) 申请者在此前的研究中,控制系统采用闭环最优控制算法.这种算法存在着一定的缺陷,如舰船在波浪上运动,即使未遭受流体冲击载荷,只要控制装置在工作,就会发出控制力矩,这在能量方面是一个浪费.按常规,我们总是期望,仅仅当舰船在非线性波浪力(包含砰击)作用下,主体结构响应幅值达到一定的阈值时,控制装置发挥作用,以迫使主体结构响应幅值在阈值范围内.因此对闭环最优控制算法进行改进,如采用限界控制算法等显得非常必要. 3) 结构主动控制这一思想自提出以来,虽然取得了一些成功的经验,在某些领域也取得了成功的运用,但仍然争议不断.其中一个重要的原因就是结构主动控制实施起来存在着一定的困难.因此试验方法的研究和成功实现成为本研究方向需要解决的重要问题.由于本研究方向在国内外尚无试验资料和经验可供借鉴,本项目在试验方面将把重点放在试验方法的研究上,并制作一个试验模型进行探讨. 4.创新之处 舰船在流体冲击载荷作用下主体结构主动控制方法与系统仿真;模型试验方法研究. 科技处(余区办) 章爱武     

对液货舱内部压力计算的研究

为计算A型独立液货舱的内部液体压力,通过建立液货舱动载荷加速度与最大液柱高度的三维立体模型来分析液货舱的局部强度;再通过对简化模型的计算,确定了在不同的倾斜角度液货舱上典型点的动载荷加速度与液货舱内最大液柱高度的计算公式,从而可以得出任意状态下注满的液货舱所受的内部液体压力.     

高速三体船横向极限强度研究

高速三体船连接桥在极端载荷下易发生破坏.文中运用可模拟材料非线性、大应变和追随力的非线性有限元法,计算时使用了合适的单元类型和网格尺寸.横向载荷包括横弯弯矩和横扭弯矩,对横弯和横扭极限强度进行分析.对影响横向强度的敏感性构件进行分析,证实横舱壁对提高横向极限强度的贡献最大.     

A级航区航标船结构强度与加强方案模糊评判分析

文章利用MSC.Nastran软件对A级航区航标船两种不同工况下进行有限元分析。文中给出了边界条件施加方法和载荷计算方法。在甲板结构不满足强度要求的情况下,对甲板结构提出三种加强方案进行计算,结果显示船体主要构件强度满足规范要求,再对该船甲板结构的三种加强方案进行模糊综合评判,确定出最优方案,可为航标船的设计提供宝贵的经验。     

风力发电机塔架的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对某型风力发电机组的塔架结构进行整体强度、门段强度、模态以及屈曲分析,其中门段细节分析主要针对门洞附近应力集中进行讨论;计算塔架在Ⅱ类风场极限载荷作用下的最大应力、动力特性和屈曲载荷.计算结果表明:塔架整体结构满足强度要求,门段局部结构不满足强度要求,正常工作时塔架与风轮不会发生共振,从而为塔架结构设计和优化提供依据.     

基于货舱改进后的货船总纵强度分析与研究——以鑫兴10甲板货船为例

文章以改进后的鑫兴10甲板货船为例,对增加了两个舱后的船体进行总纵强度分析。在进行强度分析过程中,首先采用澳大利亚的Maxsurf软件计算不同工况下的静水弯矩。进而把静水弯矩施加到该船的货舱区域,同时利用有限元分析软件MSC.Nastran进行强度校核,得到了总纵强度的计算步骤和结论,同时保证了鑫兴10甲板货船建造的顺利完成。     

船模过驳波浪运动检测试验研究

利用研究构建的船舶波浪运动检测系统和检测数据处理及有效积分的方法,在波浪试验室进行了船模过驳波浪运动试验,并对试验数据进行了分析处理.分析指出,舰船过驳时应在迎浪的情况下进行,并且应适当调整两船相对波浪的位置,尽量使两船的波浪运动相位同步.     

基于俄罗斯车辆计算与设计规范的棚车车体强度分析

将俄罗斯设计规范与我国TB/T 1335-1996标准进行了对比分析,总结出基于俄罗斯规范的棚车车体强度分析的载荷工况;依据棚车部件结构的传力特点,创建了某棚车车体强度分析的仿真模型,并在俄罗斯规范提供的载荷作用下,对其车体结构进行静强度有限元分析与结构优化,使车体结构设计满足俄罗斯设计规范的要求.     

箱筒型基础防波堤动力稳定性的有限元分析

结合天津港防波堤延伸工程,采用 Lanczos法,对箱筒型基础防波堤和地基相互作用系统进行了三维有限元模态分析,得出体系自振周期远离波浪力的激励周期,该结构在波浪动荷载作用下不会因发生共振而失稳;建立了箱筒型基础防波堤动力稳定性的三维弹塑性有限元分析方法,得出考虑结构动力特性时,箱筒型基础防波堤动力稳定性安全系数小于静力稳定性安全系数,但结构变位模式和地基破坏模式与按静力有限元计算的结果是一致的。结构运动模式为绕着筒底以下某点发生转动,地基破坏模式为海侧和陆侧的土体自筒底到地表形成的塑性剪切应变贯通区。海侧土体发生主动破坏,陆侧土体发生被动破坏。该研究成果可为这种结构的设计和应用提供借鉴和参考。     

甲板驳货舱围板强度和挠度的校核方法探讨

由于船舶货物浸湿后,荷载增加,货舱围板受压增加,而船舶扩载后的"结构强度计算书"中未对货舱围板进行校核。通过对1 500 t级甲板驳货舱围板的载货受压分析,推导出甲板驳货舱围板的强度和挠度校核方法。     

某87m石油沥青船液货舱温度应力分析

以某87 m整体式沥青船液货舱为研究对象,采用有限元软件MSC创建货舱段的有限元模型,对模型定义属性并加载相应的约束条件,分别对满载、半载和压载三种状态进行船体结构传热分析计算,得到其相应的温度场。     

波浪力对高桩码头结构作用的有限元分析

高桩码头的桩基和面板等上部结构在波浪力作用下会造成局部破坏或整体结构失稳。以工程实例为研究对象,依据实际结构尺寸建立高桩码头有限元模型,以模态分析为基础,探讨波浪力对高桩码头结构的影响。分析结果表明,高桩码头桩在波浪力作用下明显有失稳迹象。对增加桩壁厚和增大管径两种解决桩失稳方案进行了静力分析,增加管的外径虽然会增大面板的应力,但可以有效的控制桩的失稳。     

92.5 m客滚船车辆甲板局部强度分析与结构优化

本文以92.5 m客滚船为研究对象,通过对车辆甲板载荷的分析计算该船局部强度.在此基础上对车辆甲板结构提出3种改进措施,分析改进后甲板结构强度.借助模糊综合评判理论,对船体改进后3种方案通过建立因素集、建立因素权重、建立备择集、因素量化等过程分析最优方案.     

新建和在役船舶结构综合可靠性理论及应用研究

船舶与土木工程学院孙海虹教授主持的科研项目“新建和在役船舶结构综合可靠性理论及应用研究”，得到教育部资助. 1.项目研究目标 项目旨在研究新建和在役船舶结构设计、检验和维修综合可靠性理论，提出船舶外载荷和载荷效应及其组合的实用方法，考虑船舶结构腐蚀、疲劳、碰撞损伤对使用状态的影响和开展极限承载能力分析，研究时变可靠性理论，给出检验和维修准则的定量化标准，在实践中取得突破，开发一套更为实用的检验和维修衡准体系及相配套软件产品，为船舶营运、检验和维修部门制订维修、保养决策提供综合的理论依据和指导. 2.研究内容 1) 船舶结构综合可靠性理论 ·船舶外载荷和载荷效应及其组合的实用方法研究.对于极限强度失效模式，外载荷包括静水载荷、低频和高频波浪载荷；对于疲劳失效模式，外载荷包括舷外水动压力、低频和高频波浪载荷. ·船体梁极限载承能力分析.考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤对极限承载能力分析，给出基于ANSYS计算的实用回归公式. ·结构综合可靠性理论研究.将结构载荷和承载能力作为随机过程，将结构维修作出Morkov链过程，提出船舶结构综合可靠性理论，计算在考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤影响下的船舶结构时变可靠性，以提供维修理论指导. 2) 实用的检验和维修衡准体系及软件开发 ·建立一个包含船体结构所有必要信息的数据库.*提出一套实用的检验和维修衡准体系.*建立一套实用的检验和维修软件产品. 3.拟解决的关键问题 ·船舶外载荷和载荷效应及其组合方法.*考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤影响的加筋板格在整个失效过程中的完整模拟.*结构综合可靠性理论研究中连续的随机过程与离散的随机过程的组合.*检验和维修衡准体系. 4.本项目的创新之处在于 ·考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤影响的加筋板格在整个失效过程中的完整模拟，并建立回归公式. ·结构综合可靠性理论研究.将结构载荷和承载能力作为随机过程，将结构维修作为Morkov链过程，提出船舶结构综合可靠性理论，分析在考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤影响下的船舶结构时变可靠性. 科技处(余区办) 章爱武     

大厚度半刚性基层沥青路面结构合理的底基层厚度及技术指标研究

考虑到实际施工中半刚性底基层要承受超重运料车的荷载,通过BISAR3.0和HPDS对标准轴载BZZ-100作用下的拟定路面结构进行了对比分析。结果表明:可以用BISAR3.0分析设计超重荷载作用下的路面结构,并得出在超重运料车作用下,水泥稳定碎石底基层厚度设计值宜大于28 cm;分析了底基层7 d无侧限抗压强度与90 d劈裂强度指标之间的关系,提出用7 d无侧限抗压强度代表结构层的劈裂强度,用于控制底基层的结构强度,并要求其值达到3.5 MPa以上。     

吊装设备振动冲击下的铝合金车体C型槽疲劳强度分析

针对吊装设备振动冲击下的车体承载结构疲劳损伤问题,采用有限元法对某型动车组车顶净水箱吊装设备振动冲击下的车体C型槽疲劳强度进行仿真分析.根据EN 12663标准确定净水箱的工作载荷工况,计算出吊装组件连接螺栓承载力,作为C型槽疲劳强度计算载荷.假定各载荷工况出现频率相同的情况下,构造了工作载荷历程.采用有限元法分析了C型槽在工作载荷下的静强度与疲劳强度.计算结果表明:振动冲击下,C型槽最大值应力值为13.8 MPa,远小于材料的屈服强度,表明在正常运行工况下C型槽不会出现塑性破坏;在1.0×107设计寿命下,结构最小安全系数为13.625,表明在指定的设计寿命内C型槽不会发生疲劳破坏.     

提高铝合金车体防火性能的方法研究

基于对轨道交通车辆防火标准以及车辆发生火灾事故对于乘客人身安全危害性的认知,重点研究了一种提高铝合金车体防火性能的方法,以满足动车组行车能力及乘客疏散救援要求.以某动车组为例,首先计算车内非金属材料热释放量,假设火灾风险、火源功率,将其热负荷加载到车厢有限元模型中,应用FDS软件仿真分析车体在火灾状态下的温度分布,将温度分布插值到车体有限元模型中的每个节点,确定燃烧损坏区域;利用ABAQUS软件模拟分析车体在承受热负荷及最大拉伸载荷工况下的静强度、刚度的变化.在热力耦合工况下,通过车体刚度的变化即车体变形量的大小,验证动车组是否满足行车能力要求,若否,则需在车体静强度薄弱的区域,不改变车体设计结构的情况下,添加非金属防火材料的方法,提高车体热负荷下的静强度、刚度,即提高了车体防火性能.并详述了允许车体变形量判断依据及限值计算结果.     

某起重船扒杆结构强度分析与研究

文章以某起重船为例,依据"船舶与海上设施起重规范"要求,利用MSC.Patran软件建立有限元模型,计算不同工况下该船千斤柱和扒杆底座结构的局部强度分析,校核该船局部结构是否满足规范要求,为起重船结构强度的检验提供了借鉴。