基于HCSR的散货船底边舱折角优化设计

以某18万吨级散货船为例,以焊接型底边舱折角和圆弧型底边舱折角2种形式为研究对象,对散货船底边舱折角进行优化设计。分别选择轻货舱、重货舱和重压载舱分析结构布置形式对应力水平和疲劳的影响;从应力、疲劳和工艺等方面对焊接型折角和圆弧型折角进行比较。在此基础上,研究圆弧半径对折角应力和疲劳的影响。     

基于HCSR的散货船底边舱折角优化设计

以某18万吨级散货船为例,以焊接型底边舱折角与圆弧型底边舱折角两种形式为研究对象,进行优化设计。分别选择轻货舱、重货舱及重压载舱分析了不同结构布置形式对应力水平及疲劳的影响;从应力、疲劳、工艺等方面比较了焊接型折角与圆弧型折角;在此基础上,研究了圆弧半径对折角应力及疲劳的影响。     

油船底边舱折角点的优化设计

从斜板角度和折角形式两个方面对油船底边舱的上、下折角点进行优化设计。以常规的焊接型折角为研究对象,分析了四组不同斜板角度的有限元模型。根据应力和疲劳寿命曲线,得到了斜板的最优角度。比较了圆弧型折角与焊接型折角的应力水平与疲劳寿命。结果表明:圆弧过渡能降低上、下折角点的应力峰值,焊接型折角的嵌接肘板能提高下折角点的疲劳寿命。在此基础上,研究了圆弧型折角对斜板最优角度的影响。     

散货船底边舱下折角疲劳细节分析研究

本文基于HCSR规范中的疲劳强度计算评估方法,通过NK PrimeShip-HULL 4.3.0有限元分析软件建立某61000t散货船的三舱段有限元模型并细化其底边舱下折角,对散货船2,3舱底边舱下折角疲劳进行分析计算,对比分析CH2疲劳寿命相比较CH3更严厉的原因所在。对于散货船底边舱下折角设计及其疲劳强度校核有一定的参考作用。     

基于直接计算的散货船底边舱结构的优化设计

以一艘载重量27000 t散货船为例,根据CCS<散货船结构强度直接计算指南>(2003)对该船的货舱区进行了有限元分析,发现底边舱强框架的应力超过许用标准,进而对底边舱强框架的附近区域进行了网格细化分析,得出了一种较优的设计方案.     

基于Ansys子模型法的肘板结构优化

基于Ansys子模型法,建立压力容器平面舱壁主构架与耐压壳体连接处肘板结构参数化模型,进行三角形肘板和弧形肘板的应力与疲劳寿命仿真分析。并在此基础上进行Ansys与Matlab联合双目标遗传算法优化计算,优化后的肘板结构质量大大减轻,疲劳寿命显著提高,本文方法可为此类结构的强度分析及优化设计提供参考。     

基于遗传算法的VLCC货油舱分舱优化

探讨以减小静水弯矩为目标的超大型油船分舱优化方法。建立以横舱壁位置为参变量的参数化分舱模型,编程实现典型工况配载计算;建立基于遗传算法的优化模型,实现在主尺度、船型和货油舱区域总长确定的情况下,以最小静水弯矩为优化目标的货油舱横舱壁位置优化。实际应用结果表明,该方法能快速高效地找到满足强制规范要求的静水弯矩最优的分舱方案。     

基于遗传算法的VLCC货油舱分舱优化

探讨以减小静水弯矩为目标的超大型油船分舱优化方法。建立以横舱壁位置为参变量的参数化分舱模型,编程实现典型工况配载计算;建立基于遗传算法的优化模型,实现在主尺度、船型和货油舱区域总长确定的情况下,以最小静水弯矩为优化目标的货油舱横舱壁位置优化。实际应用结果表明,该方法能快速高效地找到满足强制规范要求的静水弯矩最优的分舱方案。     

船体折角型节点有限元细化分析的程序化方法

为更精确模拟折角型船体结构节点的应力分布，对折角型船体结构节点有限元细化网格进行了算法研究，用MSC／Patran的PCL语言，开发了相应的细化网格有限元分析工具，实现了折角型船体结构节点的网格划分和优化分析的快速化。该系统已成为中国船级社CCS—SDA系统细化分析工具的一个子系统。     

基于组合算法的VLCC货舱区综合分舱优化

以VLCC为研究对象,提出一种利用货舱区结构和货油总质量分布曲线综合考虑横舱壁位置、内壳形状和布置型式的货舱区的分舱优化方法。在船舶主尺度确定的情况下,选取横舱壁移动距离和货油质量分布曲线控制点坐标为设计变量,以计算工况中的最大静水弯矩值最小为目标,建立优化数学模型。使用遗传算法与模矢搜索法相结合的组合算法对目标函数进行优化。以某30万吨VLCC实船为例,分析该船在6对压载舱型式和中压载舱型式下对应的最大静水弯矩。结果表明,该方法能有效降低静水弯矩,可为设计人员快速、合理地改进原分舱方案提供借鉴。     

基于子模型分解的船舶舱段结构代理模型协同优化方法

[目的]为解决船舶舱段结构优化设计参数众多、计算耗时的难题,提出一种基于子模型分解的舱段结构代理模型协同优化方法。[方法]每次选择一个板架,根据当前舱段方案的有限元模型建立板架结构子模型,基于子模型构建板架结构响应的代理模型并进行优化,得到板架优化解后更新舱段模型,再进行下一个板架的优化,如此迭代,直到完成一轮或多轮包含所有板架的协同优化后停止。最后对舱段结构尺寸进行小范围调整,得到最终优化解。[结果]某船舶舱段结构优化结果显示,与从整体优化角度出发的基于降维代理模型的舱段结构优化方法相比,在相当计算成本下,所提方法的优化结果重量进一步减小了2.86%,最终实现结构减重4.96%。[结论]所提方法的优化效果较好,在高维船体结构优化问题上具有较好的应用价值。     

肘板连接的极限强度分析

  目的  船舶结构中的各构件是由节点连接在一起的,连接节点的力学性能对整船的极限强度影响很大。为了解节点的受力特性,  方法  通过对不同节点型式的试件进行弯曲载荷下的极限强度试验,分别得到其载荷位移曲线、节点应力分布以及破坏形式,并分析各试件的极限强度与平均刚度特性。  结果  结果表明：三角形肘板加强节点试件的极限强度大于圆弧形过渡加强节点试件,但其平均刚度比较大的圆弧试件小;在同等载荷条件下,三角形肘板加强节点处的峰值应力大于圆弧形过渡的加强节点试件;不同大小、相同节点形式试件的破坏形式相同,而大小相同、节点形式不同试件的破坏形式则差别很大;大小两组试件间的极限强度与平均刚度的变化规律一样,但变化的程度不一样。  结论  所做的分析及试验结果可以指导优化船舶的节点设计。     

肘板连接的极限强度分析

为比较各种肘板连接的强度特征,本文用非线性有限元方法计算了４种肘板连接的极限强度。计算中考虑了大位移、材料塑性和装配误差等影响。计算结果表明,按照同一规范设计的４种肘板连接对于正常载荷均具有足够的强度,但相对而言,对接连接比搭接连接具有较高的极限强度。     

基于邻域培植遗传算法的半潜式平台生活楼肘板优化研究

随着半潜式平台的大型化发展,平台生活楼开始参与平台总体变形,在角隅等不连续位置易产生应力集中现象,从而影响平台结构安全。为改善生活楼与主平台甲板连接角隅处的应力集中问题,本文分析了影响生活楼与甲板连接区域危险的波浪工况及应力水平;在应力集中区域,设置连接肘板,并对肘板的尺寸和形状进行参数化建模,基于领域培植遗传算法进行多目标优化求解,分析不同权重比下的优化结果;结合规范要求的典型设计波工况,对优化后的肘板在不同工况下的应力集中改善效果进行评价。本文的相关的优化流程和分析方法可为海洋平台局部结构的优化设计提供一定的参考     

半潜式平台大肘板局部切割作业的结构应力监测与分析

某半潜式平台立柱与浮箱间的8个大肘板需要在坞修中拆除并更换新的大肘板,通过结构有限元方法可以分析大肘板拆除过程的安全性,但在坞修中平台外部载荷和支撑条件的不确定性为建立精确的有限元模型带来困难。文章针对一处大肘板,提出了一种应力释放局部切割流程和应力监测方案,采用光纤光栅传感器对应力释放过程中大肘板及附近8个关键位置的应变情况进行了实时监测。采用Mises屈服准则计算得到局部切割过程中各测点的相当应力,分析了局部切割过程中不同位置的应力变化特点。分析得到切割前8个关键位置的初始应力状态,为有限元模型提供校核依据,最终获得了经过验证的有限元模型,为进一步研究切割方案安全性和分析新大肘板初始应力状态奠定基础。     

基于VAR模型的混合动力VLCC船舶营运数据分析

大型VLCC风帆-主机混合技术将是绿色船舶和航运时代的重大里程碑和技术创新。混合动力VLCC船型的技术经济可行性分析是开发该技术和船型工作中的一个重要环节。本文通过构建有关VLCC船舶关键营运数据的分析谱系和向量自回归模型(VAR)分析了目标混合动力船型的船价、运费、燃油价格等关键经济变量相互动态影响路径和机制。研究发现,从中、长期而言,燃油价格是影响新造船价格变化的第二大重要经济变量。这不仅反映了对于节能减排型船舶的内在市场需求,也体现了开发和推广混合动力船型的重大商业意义。     

基于半潜船型的多功能浮力舱技术

为增强半潜类型船(包括半潜船和半潜维修船等)的潜浮装卸能力、海上现场抢修的适应性以及服务多样性,提高其潜浮装卸待修故障船舶或大型海洋工程装备的安全性,提出了一种与其配套的多功能浮力舱技术设计。介绍了这一新型多功能浮力舱的设计方案,计算其增大半潜类型船浮力与压载的能力,并指出深入研究的方向。     

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。     

多种节能减排技术在VLCC上的应用分析

从节能、绿色环保的理念出发,以30万t级VLCC为对象,综合比较LNG燃料供气系统、弗莱特纳旋转风筒节能装置,以及空气润滑系统等船舶动力装置节能减排技术,分析对比表明,在VLCC上综合应用这3种节能减排技术,可直接满足EEDI第三阶段排放要求,经不同的航行路线测算,该型VLCC年度综合节省油耗可达8%~12%,节能减排效果显著。     

火炬臂基座连接肘板的谱疲劳分析

以斜伸火炬臂与船首结构连接肘板为研究对象,利用三维绕射理论计算的不同浪向下火炬臂重心处横荡、纵荡、升沉方向的加速度响应幅值算子,结合连接结构有限元模型在横荡、纵荡、升沉各方向单位加速度下的热点应力响应,建立了选取校核点在不同浪向下热点应力范围传递函数。考虑海上装置实际运行海域的波浪散点图,运用基于热点应力的谱分析方法计算得到了校核点在服役期间的累积疲劳损伤。计算结果表明,选取校核处的累积疲劳损伤值小于1,疲劳寿命满足设计寿命要求。假定结构响应为线性,通过分别考虑运动响应实部和虚部激励下的结构静态响应,由此组建热点应力范围传递函数,该方法对其他类似受船舶运动诱导惯性力作用结构的设计和疲劳分析具有参考意义。