甲板初始变形对搁置脚载荷非线性接触的影响

运输装置底部的搁置脚与船舶甲板之间有着复杂的非线性接触关系,为了研究甲板初始变形对接触的影响,以某运输装置的搁置脚为例,在Abaqus软件中建立甲板和搁置脚的非线性接触模型,并对其进行有限元数值计算,分析甲板板上Mises应力与接触压力的分布特征,同时进一步考虑不同形式的甲板初始变形工况。结果表明,不同初始变形的施加使甲板板应力与接触压力分布更为复杂,最大应力增大明显,这种影响主要是由甲板板的局部拱起导致的。板的初始变形影响最大,加强筋的梁柱型初始变形影响次之,加强筋的侧倾初始变形影响很小。因此,初始变形对搁置脚甲板接触的影响不能忽略。     

多轮印载荷下车辆甲板板厚设计研究

  目的  船舶上装载物的搁置脚与甲板之间存在着复杂的接触关系,不能简单地将搁置脚载荷视作均布载荷来处理。为探讨在搁置脚载荷作用下船舶甲板结构的压力分布,  方法  以某大型装备的搁置脚为例,首先采用有限元方法对其进行非线性接触数值计算,并分析在甲板板上的压力分布特征。然后,通过实验验证搁置架与甲板的接触力分布规律,并在此基础上提出一种运用等效轮印载荷代替搁置脚载荷的简化计算方法,以此将复杂的非线性接触计算转化为线弹性计算。  结果  结果表明,搁置脚与甲板之间的接触力主要分布在强横梁处和搁置脚前端,其中搁置脚前端的接触力使甲板板具有较大应力,该应力约占总载荷的25%;实验结果与数值计算结果吻合较好。  结论  所提简化计算方法对此类甲板设计及强度计算具有较好的实用性。     

船舶甲板分段纵骨焊接变形和残余应力数值模拟

基于非线性分析软件Abaqus,采用顺序耦合的热弹塑性有限元方法研究典型船舶甲板分段纵骨焊接的变形与残余应力问题。焊接过程中的温度场分析采用具有截面积分shell单元的shell/solid模型,移动热源为高斯分布与均匀体组合热源,材料考虑应变随温度变化的特性。通过与T型接头焊接实验结果对比,验证了方法的可靠性。在此基础上,计算分析了甲板分段纵骨焊接的整体变形和局部板格变形,并讨论了外板纵向和横向焊接残余应力分布规律。     

散货船甲板纵骨端部连接的应力集中因子计算

针对某纽卡斯尔型散货船的甲板纵骨端部连接节点提出4种设计方案,通过精细网格有限元分析,得到各设计节点的应力集中因子,并相互比对及与规范值比较,验证规范值的不合理性,找出最佳的设计节点和应力集中因子取值方法,使甲板纵骨端部连接的疲劳强度更易满足规范要求,进而优化钢料重量,为今后散货船纵骨端部连接节点的设计和疲劳校核提供参考.     

水面舰船规范中甲板纵骨稳定性校核的差异研究

甲板纵骨的稳定性问题是水面舰船结构设计中的一个重要问题。《舰船通用规范》和《水面舰艇结构设计计算方法》对纵骨带板折减系数取法的差异有时会导致工程中出现不同的结果。从理论上分析了《舰船通用规范》和《水面舰艇结构设计计算方法》对纵骨屈曲分析评估方法的差异,并用数值算例结果给予说明。研究结果为:《舰船通用规范》中的稳定性校核标准较《水面舰艇结构设计计算方法》严格,对于理解和修订国军标以及保证舰船结构安全有一定的理论意义和实用价值。     

基于三维波浪载荷的甲板驳总纵强度分析

某甲板驳船的主尺度比超出规范要求,为此,在频域内采用三维线性势流理论的波浪载荷计算方法,选取修正P-M双参数波浪谱及相应海域的波浪散布图,分析不同装载工况下船体所受波浪载荷并进行总纵强度分析.     

基于协调版共同结构规范的好望角型散货船甲板纵骨疲劳分析

协调版共同结构规范于2015年7月1日正式生效,在制定该规范过程中,散货船甲板纵骨的疲劳评估方法和评估结果受到业界重点关注。文章基于2014版规范要求和2015年发布的修改通报对大型散货船的甲板纵骨进行疲劳强度评估和分析,相关分析结论对结构设计具有指导性意义。     

纵骨式双层圆柱壳结构应力计算的级数方法

对纵骨式双层圆柱壳结构应力计算方法进行了研究,在双层同心纵向加强圆柱壳假设下,建立了力学模型,利用扁壳理论以及应力函数方法建立了平衡方程,并利用梁振型函数的级数展开作为位移和应力函数的待定解,求解出内,外壳板典型部位应力,本方法计算结果与有限元计算值比较吻合,与试验测量值也吻合较好。     

波浪载荷直接计算的开体泥驳甲板铰链载荷设计方法

开体泥驳甲板铰链构件尺寸由直接计算确定,常规的开体泥驳甲板铰链设计中,存在载荷取值主观性大、海况影响考虑不准确、应力衡准困难等问题,采用基于波浪载荷直接计算的开体泥驳甲板铰链设计方法可以较好地解决上述问题。使用该方法对1艘1800 m3沿海自航开体泥驳的甲板铰链进行计算分析,根据计算结果进行甲板铰链疲劳寿命估算。结果表明,甲板铰链的高应力区出现在眼板与轴承支座的过渡处和铰链眼板自由边的中间部分,斜浪状态下波浪载荷对甲板铰链的影响最大,在开体泥驳甲板铰链的结构设计中应重视这类问题。     

基于舱段模型的大开口甲板结构稳定性分析与设计

针对某大开口舱段结构,采用有限元方法（FEM）对比分析3种计算模型位移载荷作用下第1层甲板纵骨轴向应力的分布.计算结果表明,该应力分布存在较大程度的不均匀性,采用双层板架模型或立体舱段模型能获得较准确的纵骨轴向应力分布.同时,分析2种基于稳定性要求的大开口甲板纵骨设计理念的优劣.为合理利用结构材料,均衡各区域纵骨的稳定性储备,建议在设计甲板纵骨时要考虑大开口甲板纵骨轴向应力分布的不均匀性.     

破损舰艇拖航中总纵强度的安全性分析

应用Korvin-Kroukovsky和Jacobs的切片理论分析舰艇在规则波浪扰动情况下垂荡和纵摇运动对破损舰弯矩的影响,计算不同航向航速下破损舰在典型海况中的弯矩值,给出最小弯矩下对应的典型航向航速,适用于救援船舯附近破损的军用舰艇等细长型的大型船舶拖带安全性分析。     

多模自适应舰船电力负荷预测算法

分析了舰船电力负荷预测的特殊性,给出舰船电力负荷预测的主要方法途径;提出适用于舰船电力负荷预测的多模自适应船舶电力负荷预测算法;并通过实验验证了多模自适应船舶电力负荷预测算法的准确性较高和泛化能力较强。     

基于疲劳强度的舰船甲板支撑结构设计方法

舰船甲板支撑结构在受到高强度的海水和载重的压力作用时,容易产生断裂,为了提高舰船甲板支撑结构的抗压强度,提出一种基于疲劳强度优化的舰船甲板支撑结构设计方法。构建舰船甲板支撑结构的疲劳应力分布和屈服响应模型,采用有限元分析方法进行舰船甲板支撑结构的断裂行为评估和抗压能力预测,构建舰船甲板的机械荷载力学方程,通过对方程的优化求解得到满足最大疲劳强度和承载能力的应力系数,以此指导舰船甲板支撑结构设计。仿真测试结果表明,采用该方法进行舰船甲板支撑结构设计能提高支撑结构的载荷,疲劳应力强度得到提升。     

舰船涂料性能测试用试板制备方法

提出了正确的舰船涂料试板制备方法及其标准化建议,旨在提高舰船涂料性能评价的准确性。     

Design method for steel deck plates under quasi-static patch loads with allowable plastic deformations

Plastic deformation of plates in steel deck structures under heavy vehicle or helicopter wheel loads is common in ships and offshore structures, and is therefore of significant interest to designers of ro-ro/cargo ships, helicopter-carrying ships and offshore platforms. To provide insight into the plastic deformation of plates, the nonlinear elasto-plastic response of stiffened steel plates loaded quasi-statically by a central rigid rectangular indenter is investigated both experimentally and numerically. The numerically-determined stiffened plate permanent deflections compare well with those obtained experimentally. The concept of applying the elasto-plastic method to the design of deck plates under wheel patch loads is introduced, and the design principle of wheel patch loaded plating is studied together with the design criteria. A simple design formula to determine plating thickness is proposed based on an acceptable level of permanent set. Ship-mounted helideck plating design cases are given to illustrate the elasto-plastic method, and comparisons are made between the thicknesses derived using the proposed design formula and those found from Lloyd's Register (LR), Bureau Veritas (BV) and DNV-GL rule requirements.     

空爆载荷作用下舰船结构总强度分析

空中爆炸对舰船结构总强度的影响一直是业内研究的重点问题之一。本文经过广泛调研选取典型武器和典型结构,应用有限元软件对炸药、流场及舰船结构进行实体建模。采用通用有限元计算软件LS-DYNA对某典型舰船结构在空中爆炸载荷作用下的毁伤效果进行分析,着重研究舰船结构总强度在典型攻击武器打击下的毁伤程度,并利用已有的成熟的评估理论,对其最终的毁伤效果进行分析和评估,得出一般性的结论,为舰船的结构设计提供参考。     

Dynamic impedances and load carrying mechanism for skirted foundations

Dynamic impedances of foundations include dynamic stiffness and damping which have important effect on the internal forces in the structure. In some cases, such as offshore wind turbines, the influence of the foundation impedances on the system's natural frequency and overall damping could potentially have a significant effect on the fatigue life of the structure. The vertical, horizontal and rocking impedances of a skirted foundation (also termed bucket foundation in offshore wind industry) embedded in a fully saturated poroelastic seabed are addressed in this paper. The vertical impedance is most relevant for jacket foundations supported on three or four bucket foundations, while horizontal and rocking impedances are applicable for mono-bucket foundations. The dynamic vibration problems are solved semi-analytically with the help of dual integral equations and Green's functions. Numerical results for dynamic impedances are obtained; damping ratio are also obtained to show the importance of radiation damping for bucket foundations, even at very small excitation frequencies. The influence of length-to-radius ratio, Poisson's ratio, permeability of soil, excitation frequency and thickness-to-radius ratio on the impedances are also studied. Besides, the dynamic load sharing among the top plate, bucket shaft and bucket tip is obtained for vertical load, horizontal load and moment to shed light on the carrying mechanism of bucket foundation at dynamic working loads. It is found that for a rigid bucket foundation, even when the length-to-radius ratio is small (e.g. l/a = 1.0), most of the loads are carried by the shaft, while the top plate and tip of the bucket take only a small portion of the loads. The results of this study will be helpful for understanding the load-carrying mechanism of offshore bucket foundations for normal operation conditions.     

舰船维修虚拟训练平台建模方法研究

文章以模块式建模思想为指导,采用实例化、外部引用等技术,在虚拟现实建模软件MultiGen Creator Pro和Vega平台上,实现了导弹护卫艇和潜艇的快速建模。     

一种舰船气体泄漏的声发射检测方法

目前舰船对气体泄漏检测的方法还存在较大局限性,迫切需要一种新的检测手段。本文论证了目前常用检测方法的利弊,提出采用气体泄漏产生的声发射现象进行检测的方法。采用便携装置完成了模拟泄漏装置和实际管路试验,结果表明：该方法针对不同漏孔大小、泄漏压力、距离均可检测气体泄漏,不依赖经验,可满足舰船实际使用的需求。