基于ANSYS的船舶复杂结构焊接变形预测研究

运用通用有限元软件ANSYS对LNG船304L不锈钢液舱及大型复杂耐压舱结构采用组合焊道和不同类型单元混合使用的等效简化,建立了三维有限元模型。在不影响计算精度的前提下,采取了一系列减少计算量和增强收敛的措施,成功地解决了热弹塑性有限元分析计算量大、收敛困难等问题,完成了大型复杂结构多道焊的热弹塑性有限元分析和预测结构的焊接变形。在不锈钢液舱简化模型中随着焊接道数的增加,变形越来越接近实际焊接变形,Y方向最大变形量减小趋势变缓,其最大下塌量小于4.22mm,复杂耐压舱结构的计算结果表明在结构刚度小的部位施加合适的支撑能有效减小结构的焊接变形,为焊接变形的控制提供了可靠的理论依据。     

舱口盖强度计算方法

在某集装箱舱口盖结构强度的有限元计算中,对舱口盖周围水平限位器和支撑块处的约束以及顶部压紧器处的关联程度进行模拟,对其在垂向设计载荷情况下对舱口盖应力分布的影响进行分析,得到更符合实际情况的舱口盖结构强度计算方法。     

钛合金深海耐压舱结构设计

根据最小重量原则及耐压舱的使用要求,结合规范和有限元方法设计工作潜深为2 000 m的钛合金圆柱耐压舱,并对带有多个开孔的端部平盖封头进行结构设计与校核。针对圆柱舱建立参数化结构有限元模型,并在Isight集成优化环境下进行结构优化并获得最优解。对耐压舱进行打压试验,验证了设计方法的有效性,深海压力舱满足力学性能和重量要求。     

超大型油船舱段结构强度评估平台

双壳油船共同规范JTP对于船长超过150 m的油船推荐采用有限元进行直接计算分析其强度。本文依据JTP中关于舱段有限元建模的要求,采用有限元软件ANSYS的APDL语言,建立了超大型油船三舱段结构强度评估平台。该平台对于同一种结构形式下的不同设计参数,均能自动实现建模、网格划分、边界条件和工况加载、求解以及主要构件的应力输出等功能;初步实现了基于直接计算的超大型油船舱段强度评估的自动进行,为超大型油船的初步设计和结构优化提供了舱段结构强度评估的基础。     

半、全宽舱段模型的船舶横向强度比对

采用大型通用有限元分析软件MSC,以54 000 dwt散货船为例,采用半舱段模型与全舱段模型进行横向强度有限元分析,得出了在不同工况中舱段内货物压力、舷外水压力、波浪压力等作用下船体舱段结构的结构响应,并对两种模型的计算结果进行对比分析,计算结果对横向强度的建模具有指导意义。     

超大型油船舱段结构强度评估平台

双壳油船共同规范JTP对于船长超过150m的油船推荐采用有限元进行直接计算分析其强度。本文依据JTP中关于舱段有限元建模的要求，采用有限元软件ANSYS的APDL语言，建立了超大型油船三舱段结构强度评估平台。该平台对于同一种结构形式下的不同设计参数，均能自动实现建模、网格划分、边界条件和工况加载、求解以及主要构件的应力输出等功能；初步实现了基于直接计算的超大型油船舱段强度评估的自动进行，为超大型油船的初步设计和结构优化提供了舱段结构强度评估的基础。     

大型矿砂船货舱段结构强度的有限元分析

大型矿砂船(VLOC)具有船体尺度大、载荷高等特点,对高应力区可能产生应力集中的重要结构构件、节点必须进行三维有限元强度计算分析。以250000 DWT大型矿砂船为研究对象,采用通用软件MSC/PATRAN建立舱段结构有限元模型,按照ABS船级社规范,使用SAFEHULL软件,实现了舱段结构强度的有限元计算分析,对货舱段主要构件进行了直接强度评估,保证了大型矿砂船船体结构的强度安全。     

独立B型LNG船液舱结构晃荡强度研究

采用直接计算法对170 000 m3LNG船的液舱晃荡强度进行评估。建立独立B型LNG船液舱有限元模型,按DNV相应规范计算晃荡载荷并进行结构安全评估。通过使用块单元和接地弹簧单元分别对垫块进行模拟,对比液舱结构在相同晃荡载荷作用下的响应,研究这2种模拟方式对独立B型LNG(SPB型)液舱结构晃荡强度分析的影响。分析结果可为独立B型LNG船(SPB型)的液舱结构晃荡强度评估、液舱结构优化提供有效依据,对同类LNG船的设计开发具有参考意义。     

浮式核电站的堆舱安全壳舱段温度场和温度应力分析

参考俄罗斯的"罗蒙诺索夫"号浮式核电站的总布置示意图以及相关文献资料,本文设计一个浮式核电站的堆舱安全壳舱段并建立有限元模型。在堆舱安全壳舱段的温度场计算中,本文将舱段依照结构划分为75个封闭腔室,并假设任一腔室内空气温度保持恒定。根据封闭无源空腔的热流量守恒,计算出舱段内各个腔室的空气温度。将腔室空气温度带入有限元分析软件Abaqus进行舱段温度场计算,得到舱段的温度分布。采用顺序耦合法计算舱段的温度应力,在设置舱段的力学边界条件后,将温度场作为预设场施加在舱段力学有限元模型上,有限元分析软件Abaqus进行计算,得到舱段的温度应力分布。     

集散两用货船艉部甲板局部强度有限元分析

集装箱船艉部舱段强度校核是船体结构强度校核中的重要组成部分,船舶发动机等重要装置都分布在艉舱段内。在航行过程中集装箱会垂向震荡,极端情况下会影响艉部结构强度能力并使其结构失效,进而对船舶造成毁灭性破坏。运用有限元软件Patran对78.2 m集散两用货船艉部舱段部分进行建模研究,考虑2种集装箱装载工况:装载重箱以及装载空箱,根据规范要求施加了相关边界条件,并根据规范许用应力要求对计算结果进行了分析,最终计算出来的结果表明本船艉部舱段结构有限元强度能够满足中国船级社的规范要求。     

潜艇耐压液舱区域有限元应力计算

针对目前潜艇耐压液舱结构应力解析公式精度不高的情况,根据其受力特点建立了同心圆和准同心圆式耐压液舱结构有限元分析的力学模型,编程通过实例计算表明自编有限元程序可靠性很高,可单独作为一个模块取代传统的近似解析法进行应力分析及后续的优化设计。     

舰船液舱在静压力下的结构变形及其对舱容的影响

采用理论分析和数值模拟计算相结合的方法对某油船结构变形进行分析。通过建立舱段有限元模型，计算舱段的结构变形；借助三维软件Catia模拟生成和计算液舱容积，较精确地分析液舱在静压力下结构变形的大小及导致液舱容积的变化量，并对液舱容量修正提出相关建议。     

22 000m3液化气船整船和舱段三维有限元强度分析

对２２０００ｍ＾３液化气船进行了整船和舱段三有限元强度计算分析,建立了整船和船体主舱段的三维有限元结构模型。并通过节点力的自动加载技术和惯性平衡处理技术建立有限元模型的节点载荷,在中拱和中垂弯矩作用下,计算出本在压载和满载工况下的船体应力和变形,是后通过对本舱舱段的边界处理技术,计算出受船体总强度的船体舱段局部强度,对船体强度出判断,为改进船体结构设计提供依据。     

五万吨级散货船压载水舱强度分析和板格屈曲计算

本文利用大型有限元分析软件MSC.NASTRAN,计算了五万吨级散货船的压载水舱总纵强度。在此基础上利用在MSC.NASTRAN的前处理程序MSC.PATRAN平台上开发的板格屈曲程序,计算了该舱段板格的屈曲。最后使用根据极限强度理论编制的EXCEL程序对不满足的板格重新进行了板格屈曲计算,并对两种结果进行了比较。通过压载水舱段的有限元计算,获得了该舱段结构强度的详细信息。     

潜艇耐压液舱结构破坏原因及加强形式探讨

耐压液舱区域的耐压壳体在外载荷作用下发生破坏,其破坏原因与相邻耐压壳体的受力相关,相邻耐压壳体的变形对其影响往往很大。在吸收现有潜艇耐压液舱结构理论计算方法、有限元分析和试验研究的基础上,对其结构破坏原因及加强形式进行了探讨。     

38000 DWT散货船货舱段结构强度有限元分析

以38000 DWT散货船为研究对象,采用通用有限元计算软件FEMAP建立货舱段结构有限元模型.使用VERISTAR后处理软件,按照BV船级社规范,进行了舱段结构强度有限元计算分析.在对主要构件进行直接计算和强度评估的基础上,还对主要热点进行了细化计算,保证了该船的强度安全,并对构件尺寸进行了优化.     

液化气船支承区域温度场分析计算及对比

液化气船独立液舱支承区域的热传递过程活跃,相关钢结构的温度处在更低的水平,在结构设计中必须进行温度场分析计算,以保证结构的可靠性和安全性。通过深入研究液化气船支承区域的热传导过程和原理,并使用热阻法和有限元直接计算分析法,对C型独立液舱支承区域温度场进行分析求解,并进行比较分析。经计算结果分析比对,两种计算方法各有优势亦有不足之处,为温度场的计算分析提供参考。     

某大型自航耙吸式挖泥船全船结构有限元分析

利用挪威船级社开发的有限元分析软件SESAM对某大型自航耙吸式挖泥船进行全船结构强度分析,研究此类船舶的结构不连续性对其总纵弯曲性能的影响.建立全船有限元模型、面元模型和质量模型,开展水动力分析;基于短期预报结果和长期预报结果确定设计波参数,并完成设计波条件下的全船结构强度分析.研究发现,泥舱段船底蜂窝龙骨(三角舱)的...     

2万2千方液化气船整船和舱段三维有限元强度分析

本文对２２０００ｍ＾３液化气船进行了整船和舱段三维有限元强度计算分析,建立了整船和船体主舱段的三维有限元结构模型,通过节点力的自动加载和惯性平衡处理４技术建立有限元模型的节点载荷。在中拱和中垂弯矩作用下,计算出船体在压载和满载工况下的船体应力和变形。通过对船体舱段的边界处理技术,计算出受船体总强度影响的船体舱段局部强度,对船体强度作出判断,为改进船体结构设计提供依据。     

单双壳散货船横向强度的有限元对比分析

采用大型通用有限元分析软件MSC .Nastran,分别对25 000DWT单壳、双壳散货船进行了横向强度的有限元分析,得出了在不同工况中舱段内货物压力、舷外水压力、波浪压力等作用下船体舱段结构的结构响应,并对两船的计算结果进行了对比分析.计算结果对单双壳散货船的设计具有指导意义.