FPSO防爆墙防护能力分析

FPSO容易发生油气泄露引发火灾爆炸事故,造成人员和财产伤亡。防爆墙是FPSO上主要的抗油气爆炸设施,在设计时需要对防爆墙的防护能力进行计算校核。基于API指南相关要求,设计了6组油气爆炸冲击载荷,基于非线性有限元法,计算分析了FPSO防爆墙响应的结构损伤。结果表明,FPSO防爆墙可以有效抵抗爆炸冲击载荷。     

舰船基座抗冲击计算研究

参照德国军标BV043/85[1]及文献[2]的设备冲击谱公式,研究了舰船基座在水下非接触爆炸条件下的冲击载荷,并对某柴油机基座进行了抗冲击计算。文章分别计算了基座在静载荷和冲击载荷作用下的应力及变形,其中冲击计算采用了静G法和时间历程法两种方法。计算结果表明,水下非接触爆炸造成的冲击载荷对舰船基座应力、变形产生重大影响,在基座设计中不容忽视。     

非接触水下爆炸舰船结构响应分析

军舰以及实施水下爆破任务的舰船不可避免要遭受水下装药爆炸的冲击载荷,舰船上人员与设备要承受由此带来的强冲击.确定舰船遭受水下爆炸引起的冲击环境,对舰船人员和设备的防护都有指导作用.针对3 000 t级水面舰船,应用Abaqus有限元软件建立舰船有限元模型,计算了距舰船水平距离60 m,装药水深60 m,1000kgTNT当量装药水下爆炸,舰船的冲击环境.得到的舰船典型部位结构的速度响应数值合理,规律正确,得到的舰船冲击环境可以指导舰船人员及设备的冲击防护设计.     

船用齿轮箱系统动态性能与其分析方法研究

随着齿轮箱结构的不断大型化,齿轮箱结构在工作过程中会出现显著的结构振动,传统的静力学设计手段已无法满足齿轮箱结构的精确设计。为此,本文以某船用齿轮箱为研究对象,建立了齿轮啮合动力学模型,以有限元法为基础计算得出了齿轮啮合碰撞载荷与轴承冲击载荷。随后将计算得出的冲击载荷作为边界条件对齿轮啮合动力学模型进行数值计算,获得齿轮啮合动力学特性,可为工程设计提供参考。     

舰船设备冲击响应计算方法等效性研究

DDAM法和时域模拟法是舰船设备抗冲击性能设计与评估的主要计算方法,两种方法冲击输入载荷条件的等效性和预报结果的等效性直接影响其适用范围.对舰用设备在水下爆炸作用下的冲击环境描述的系统分析,提出了频域计算方法和时域计算方法所要求冲击输入载荷的等效条件.利用算例比较了等效冲击输入下舰用设备冲击响应计算结果的差异,通过定量分析明确了不同计算方法在舰船设备抗冲击性能分析中的适用阶段和范围,为舰船设备抗冲击设计和评估提供参考.     

矩形液舱晃荡冲击载荷的试验机理研究

在不同外激振幅和频率下,采用大尺度模型试验方法对矩形液舱内液体晃荡产生的冲击压力进行了研究,主要包括在不同载液率下,液舱内的短期晃荡冲击载荷特性、冲击载荷的统计特性、时空分布规律及外激振幅和频率与晃荡冲击载荷的关系。试验结果表明,低载液率时自由液面附近冲击载荷大,高载液率时顶部冲击载荷大,30%时自由液面冲击载荷最大,低载液率时自由液面最大冲击力约为静水压力的3.5～4.5倍,外激频率越接近自由液面固有频率,冲击荷载的梯度受振幅的影响越大。文中研究可为计算晃荡载荷提供参考,并对液舱设计具有一定指导意义。     

海洋起重机冲击载荷研究

起重机动载荷冲击是起重机大型化、高速化、轻量化设计的重要基础问题,根据结构动力学原理推导了起升冲击载荷的计算方法,分解了起重机的刚度组成并提出了快捷的计算方法,经与有限元分析结果比较,证明了计算方法的正确性,对于提高起重机的刚度认知,提升起重机设计工作的效率,都具有一定的意义。     

舰艇发射装置抗冲击性能研究

为研究提高舰艇发射装置抗冲击性能,文章针对舰艇发射装置结构特点,分别采用静G法和时间历程法对其进行抗冲击计算分析。计算结果表明箱体与箱体及箱体与支架的连接处应力较为集中且发射装置对冲击载荷的响应与冲击加载方式和方向有很大关系。在同一冲击载荷下,结构响应特性以横向响应为主。所得分析结论可以对舰艇设备的抗冲击设计提供一定的参考。     

高速船舶结构设计中流体冲击载荷的数值计算

本文采用混合欧拉－拉格朗日方法计算高速船舶砰击时的流体冲击载荷。计算与试验结果一致。能够反映高速船舶实际砰击状况的流体冲击载荷大小及其分布，这为进一步安全设计高速船舶结构提供了理论基础。     

带限位器的隔振系统抗冲击性能分析

在舰艇设备中,通常采用隔振系统来吸收冲击所带来的能量,为了使设备在受到冲击载荷时不发生过大变形,隔振系统常带有限位器。以单自由度单层隔振系统为研究对象,借助于ANSYS软件建立该系统的有限元模型,参考德国联邦国防军舰船建造规范BV 0430/1985标准确定隔振系统的等效冲击载荷谱,并将等效的双半正弦波加速度冲击载荷加载到有限元模型中,应用有限元分析方法分别对有、无限位器的隔振系统在冲击载荷作用下的时域响应特性进行数值仿真计算,计算得出隔振系统在冲击载荷作用下的相对位移和绝对加速度时域响应曲线,进一步分析得出使用限位器可以提高舰艇设备抗冲击性能的结论,可用于提高舰艇设备的可靠性设计。     

大型LNG船液舱晃荡载荷数值预报和模型试验比较

大型LNG船液舱晃荡冲击载荷的合理预报是液舱结构安全性设计和评估的基础。针对部分装载的LNG船液舱的晃荡载荷开展数值预报方法研究,建立了合理的数值模型和计算方案。通过典型菱形液舱的三维晃荡模型试验,获得LNG液舱在各种运动模式下流体拍击舱壁的冲击载荷特性。在数值计算和对比分析中,首先对舱内液体在各种运动模式下的晃荡固有频率进行了搜索,然后在各个固有频率下进行了变幅值激励和耦合运动激励下的冲击压力计算,得到了不利运动工况下的冲击压力预报结果。数值模拟结果与模型试验结果的比较表明,提出的液舱晃荡数值计算方法能够合理地预报大型LNG船液舱晃荡载荷特征。在此基础上,对各种载液水平和运动模式下大型LNG船液舱内壁的压力分布进行了详细计算,可供液舱围护系统结构设计和安全性评估参考。     

深水钻井船波浪载荷预报

以两艘钻井船为例,分别计算其波浪载荷传递函数和波浪载荷长期预报值,将计算结果与规范计算值比较,且对其中一艘钻井船计算其不考虑月池开孔时的波浪载荷预报,试图找出钻井船与常规船型的差异,为结构设计人员在钻井船设计方面提供一定的借鉴。     

海底悬跨管道在内流影响下的动力响应研究

海底管道是海洋油气工程的重要组成部分.如何保障海底管道的安全是设计和研究人员十分关心的问题之一.本文结合工程实际情况,应用有限元数值模型的耦合计算探讨了内流对海底悬跨管道动力响应的影响.针对水平输油悬跨管道,采用三维弹性动力学方程模拟管道,内部流体采用层流模型.通过在流固边界上反复迭代,进行管道及其内部流体系统的三维流固全耦合计算,得到管流耦合系统的固有频率,并与其它频率计算方法的计算结果进行了比较.同时对冲击载荷和波浪载荷作用下,不同流速内流对海底管道动力响应的影响进行了计算和比较分析.     

爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统抗冲性能优化方法研究

本文研究水下非接触爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统冲击响应动力学建模、计算方法及减振系统优化设计方法。首先通过缩聚梁建模方法建立了某高压气瓶及其管道系统动力学计算模型,使用动态设计分析方法分析该系统承受冲击载荷时的动响应特性。为实现高压气瓶及其管道系统优化设计,基于ISIGHT软件搭建优化平台,通过二次序列规划等优化算法,对高压气瓶及其管道系统多个隔振器刚度进行组合优化设计,提高了高压气瓶及其管道减震系统的缓冲抗冲隔振能力。     

设备典型接合面的刚度线性化处理方法研究

舰艇设备结构复杂,存在大量的接合面,冲击载荷通过接合面来传递,因此接合面的动力学特性模拟是冲击情况下舰艇设备动响应计算的关键技术。文章选取一舰艇设备进行有限元模拟,利用刚度等效与动力等效的方法对设备典型接合面间的刚度进行线性化处理。利用试验获得的设备基础冲击环境数据作为输入载荷,采用动力设计分析方法对设备进行动响应计算,并与试验结果进行对比,结果表明文中给出的接合面刚度线性化处理方法满足工程需要。     

带斗门机在物料冲击漏斗载荷下的动态特性分析

对物料冲击漏斗全过程进行瞬态动力学分析,对冲击载荷及带斗门机动态特性进行分析计算,运用数值仿真技术得到其位移响应表达式及位移响应曲线,为结构优化设计和带斗门机动力学分析提供理论依据。     

高速船尾部喷推区域结构设计及强度和振动分析

本文针对某采用喷水推进型式的高速船,对其尾部喷水推进区域进行相应的结构加强设计,并分析局部强度及振动强度。运用MSC.Patran软件建立船体包含尾部喷水推进装置在内的有限元模型,综合考虑喷水作用载荷、船底波浪冲击载荷、舷侧载荷等设计载荷,对尾部局部强度及振动进行计算分析,结果符合设计要求,可为类似船型的船体尾部优化设计提供技术参考,具有一定的工程意义。     

着速和着角对水雷入水过载影响的数值仿真分析

为了研究高速水雷入水时受到的过载情况,采用流固耦合仿真软件MSC-Dytran,对水雷击水问题进行数值模拟仿真研究。分别计算了不同入水情况下雷体指定部位的加速度响应随时间的变化。仿真结果表明水,雷冲击载荷随入水速度的增大而迅速增大,入水速度是水雷受到的冲击载荷大小的主要影响因素。对新型水雷的结构设计、引信的设计、水雷装药的安全性设计以及其他元器件的抗冲击设计提供有价值参考。     

不同激励载荷下水面舰艇推进轴系冲击响应分析

建立轴系有限元冲击响应计算分析模型,对其分别施加了BV043/85与GJB 1060.1所规定的激励载荷以及实船抗冲击试验舰艇轴系支承部位的实测激励载荷。计算分析表明,在轴系支承部位施加GJB 1060.1所规定的冲击激励载荷,其分析结果与实测激励载荷下的变化趋势基本一致,且取值偏于安全。     

减振腔冲击特性的试验研究

某舰载核探测设备在爆破冲击作用下,易造成核心探测器件的破坏和失效,由此设计了减振腔结构以实现缓冲和减振.采用电动振动测试系统产生的半正弦冲击波,对减振腔进行了多组冲击载荷试验,获得了减振腔在输入系列冲击振动载荷下系统输入 - 输出特性的数据,通过分析计算得到了系统的减振比.结果表明,减振腔系统具有良好的抗冲隔振性能.