建造中的船体在船台上的应力松驰现象研究

为得到建造中的船体在船台上的船体变形数据,基于FBG技术设计了船体在船台上的蠕变和应力松驰现象的监测系统,将该系统布置在实际船体结构上,测量了在船台上受结构蠕变和结构应力松驰现象综合作用所造成的船体结构变形,分析了监测过程中造成船体结构变形的因素,指出应力松驰是主要因素。数据分析表明:利用FBG传感技术进行船体变形长期监测是可行的;船体在船台上存在结构蠕变和应力松驰现象。最后,并基于壳体理论估算了船台上的船体结构的内应力释放速率。     

基于固有应变的船体总段船台合拢焊接变形预测研究

预测船体总段船台合拢的焊接变形,对于船体制造工艺设计和精度造船具有重要的意义。文章在掌握固有应变概念的基础上,利用上海交通大学和日本大阪大学共同开发的基于固有应变的Weld-sta软件,对大型集装箱船的船体总段船台合拢焊接变形进行了预测。预测结果表明船台合拢总收缩变形量为50.339 mm,模拟计算结果与实际建造结果吻合,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性,从而为船体总段合拢时补偿量或收缩量的确定提供数据支持和理论指导。     

船舶气囊下水过程结构应力变化的测试与分析

为研究船舶重力式气囊下水过程对船体结构应力的影响,采用动态应变仪对某21,500t散货船在下水过程中的船底及上甲板应力变化分别进行了测试,测试点布置在船中附近,设置同步信号进行采集;同时,用倾角仪对下水过程中船体纵向角度的变化进行了记录;测试结果表明:该船舶在气囊下水过程中,发生了艉落现象,船体局部出现应力较大区域.采取局部结构加强、延伸船台长度、改变船台坡度及船台改造成半潜等措施可以提高大吨位船舶气囊下水的安全性.     

防止大接头肋位局部变形的措施

本文所讨论的是以中薄板为壳体的中小船舶船台合拢时大接头肋位的局部变形问题。文中对各种局部变形作了分类;分析了产生各类变形的原因;提出了预防各类局部变形的措施。本文认为,采取有效措施,控制大接头肋位的局部变形,对于提高产品质量,缩短船台周期是有实际意义的。     

某船船台建造倾斜原因分析及应对措施

以纵向斜船台进行船舶建造和下水具有装焊施工难度相对较大、下水工艺相对复杂等缺点,且易发生船体变形、定位偏移等问题,对后续建造造成一定影响。对某船在船台建造过程中实际发生的船体倾斜问题进行研究,对船体倾斜情况进行勘察、数据测量和分析,确定倾斜原因,并基于二次测量数据和多年累积的船舶斜船台建造经验,提出可行的防倾斜措施和后续施工方案。     

大型公务船尾部墩木布置研究

文章研究了在船台上轴系对中时,某大型公务船尾部分水踵下墩木布置方案。采用有限元法,对比分析了不同边界条件下计算结果的差异性,讨论了尾部墩木布置的数目以及材料特性对墩木强度和船体尾部变形的影响。计算结果表明:在合适的位置适当增加尾部墩木数量有利于支反力的均匀分布;而提高尾部墩木的刚度有利于船体尾部的变形控制。根据计算结果提出优化的墩木布置原则,以保证建造过程中船体结构和墩木的安全。     

基于垫木和环氧保护的85000m~3 VLEC吊装工艺评估

对吊装工艺中鞍座内的相对间隙和滑移进行评估,以消除或尽量减小固定座环氧或垫木局部撕裂的风险。以85 000 m~3超大型乙烷运输船(Very Large Ethane Carrier, VLEC)为例,分别对水上吊装和船台吊装等工况进行有限元接触分析,并根据间隙和滑移的大小及范围评估垫木或环氧破坏的风险。对比发现:水上吊装甲板总段的间隙相对较大且难以控制,吊装之后最大间隙可达2 mm左右,方案改进之后最大间隙仍超过1 mm,重力和浮力的不平均分布形成的船体梁载荷是导致间隙过大的主要原因;船台吊装时无明显的船体梁载荷,因此通过合理布置坞墩可基本上消除间隙。为保证环氧浇注质量,建议尽量选择在船台进行甲板总段合拢,并在环氧完全固化之后再进行主甲板吊装;主甲板必须在水上合拢时,建议往货舱底部中间压载舱打水,以减小中拱引起的船体变形。     

船台及船体各状态参数对船舶下水运动的影响

采用CFD方法对船体从船台上纵向重力式下水这一运动过程进行动态数值模拟.以RANS方程和标准湍流模型作为控制方程,并采用VOF方程处理自由液面,通过求解得到船体所受到的水动力.考虑船体下水时可能发生的横向运动,建立了完整的三维运动方程.通过数值计算,考察船台和船体的各个状态参数(两岸形状,船体重心位置,船体重量,船台倾角,船台摩擦系数,船体下水初始位置等)对船体下水运动的影响.根据预报的结果,绘制出船体下水运动参数(加速度,速度,滑程等)与状态参数的关系曲线,并对其进行分析,得到一些有意义的结论,以期能够用于指导实船下水工艺.     

基于Weld-sta软件的船体结构焊接变形预测

预测船体复杂结构的焊接变形对制造工艺设计和精度控制具有重要的工程价值.基于固有应变理论,利用船体结构焊接变形预测专用软件Weld-sta对多用途船双层底结构焊接变形进行了预测,发现船长方向收缩最大变形量为13.2mm,船宽方向最大变形量14.5 mm.通过数值模拟结果与实验实测值的对比,可以得到软件计算的精度超过80%,验证了固有应变理论及软件用于焊接变形预测的可靠性,并在此基础上针对船体总段船台合拢的焊接变形进行了预测,发现焊接总收缩变形量为50.339 mm,与实际加工经验基本吻合.根据此结论可以针对各船体总段预留合理的焊接变形收缩量,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性.     

基于ANSYS的船舶纵向下水弹性计算方法

随着建造的船舶载重吨位的逐年增大,下水过程中船体和船台结构的安全性越来越受到业界的关注.文章提出了基于ANSYS的船舶下水弹性梁计算方法,采用ANSYS参数化设计语言实现下水全过程仿真计算.所开发的程序考虑了船体梁弹性弯曲和墩木等支撑结构的弹性变形,可以准确地预报船舶尾浮及全浮滑程并判断是否存在尾弯及首跌落现象,计算出下水全过程中船体弯矩、剪力、墩木反力及其变化,为校核船体及船台强度提供了准确的荷载.文中还提出了在船尾部安装浮筒以克服尾弯的新措施.     

16500m~3液化石油气船无甲板弱结构下水强度计算

16 500 m3液化石油气船在未安装甲板和顶边舱的无甲板弱结构状态下进行船台下水时,保证船体在足够强度的前提下安全下水是有很大难度的。本文采用有限元方法分析计算了船体下水时船体总强度,提出了在货舱进行加强的方案,安全、合理解决了该船下水强度不足的难题。     

船舶气囊下水安全性实测研究

通过对6艘万吨级以上船舶气囊下水过程中船体钢板的结构应力、气囊动态压力、船舶倾角、下水水位等数据的实际测量和分析,船舶气囊下水由于受船台参数、船舶自重、气囊分布、下水水位等因素的影响,对于2万吨左右及以上船舶采用气囊下水,可能存在由于船体结构应力过大发生钢板变形等影响船舶安全的情形发生,但可通过合理设计下水方案,减小船舶下水过程的艉落角度,选择较高的下水时的水位,适当增加气囊个数,从而减小船体钢板结构应力,减小气囊压力,增加船舶下水过程的安全性。     

下水过程中气囊承载接触变形数值分析

文章建立了气囊、船体及船台的接触有限元模型,采用超弹性本构模型模拟囊体材料特性,分析了在下水过程中三维承压气囊非线性接触变形特征,并对某大型散货船气囊下水过程中的危险工况进行分析,总结了典型船体形状对气囊承压变形的影响,修正了下水过程中典型气囊承载的极限变形量,可用于指导下水实践。     

川江客轮船体建造工艺的探讨

长江船舶是我国特有的一种船型。多年来,我国的造船家在设计和制造这种特殊船舶时取得了许多经验并获得了相当成就。如对船舶进行了合理的布置;有效地迭用和安排了船体结构。并考虑到江面狭窄、水流湍急、航道迂回曲折、险滩多等特点,选取了良好船体绕型,从而得到了:船体轻、结构牢固、吃水浅、载重量大、敏转性能好以及航速高的优秀的川江船舶。此外,因江水深度随季节变化甚大,故设计时应考虑“枯水”及“洪水”两种不同吃水,可以全年通行无阻。本文主要总结了1958年大跃进时制造的五艘同型川江客轮船体的建造经验,并作了全面的分析和探讨,并得出下列结论:1.送择合理的分段划分位置对薄板结构的长江船舶有着重要意义。纵结构的双重底分毀,除在起重能力受到限制外,一般应以环形划分为宜。2.焊接船体分段采取反变形来减少变形,这是既简单又有效的方法,值得在各分段上推广应用。反变形数值的送择可根据实践累积经验估计或理论计算得出。3.文内提出上层建筑的连接可广泛采用 CO_2气体保护焊,以减少变形、提高生产率。围壁的波形结构加工质量与模具形状有着直接关系。4.后艉轴支架采取在胎架上整体组成后,再到船台定位安装的方珐,经过几艘川江客轮的实践证明,是先进的工艺。应用新工艺后,安装时间仅为原来的1/3,从而大大缩短了船台安装日期。此外,对今后船体结构设计方面提出若干改进建议,可供同类型船舶设计和制造时参考。     

长江中型船舶焊接变形的测量与控制

本文介绍了江南造船厂在建造5艘同型长江船舶过程中,对船体焊接变形的测量研究情况,着重介绍了双层底分段装焊和船台合拢中的焊接变形测量、变形原因分析,以及所采取的控制焊接变形的简便而有效的工艺措施。     

船台起重能力的优化配置

本文主要探讨了船台起重能力与现代造船理论的关系，综合分析了船台起重能力与船体分段划分，分段的重量，船台周期，场地布置等相关因素的关系，提出了优化船台起重能力和选择起重机类型的方法，并对船台起重能力进行了模糊综合评判和对起重机类型的选配作了优化。     

船台下水横梁结构强度与布置

以某双滑道纵向倾斜船台下水载重38 800t散货船为例,通过理论计算及有限元法分析,仅对船体下水时的艉部受力情况进行分析,提出横梁的布置方法,并对其结构强度进行计算。结果表明:布置方案能满足船舶船台双滑道下水的要求,为滑道下水方式的艏艉部横梁布置提供参考。     

倾斜船台上利用激光划艏艉部环形断面线

众所周知,船台大合拢时,由装焊、矫正引起的收缩变形,会造成船体艏、艉两端上翘的现象。为了防止艏、艉立体分段的进一步上翘,一般的方法是,在与艏、艉立体分段毗邻的底部分段、舷侧分段、甲板分段的一端都留有一定的余量(一般是30～50毫米),另一方面,为了实现艏、艉立体分段在船台上无余量合拢,大接头上的这个余量,还必须在船台上与艏、艉立体分段大合拢之前就加以切除。要保证船台上这个接头环形断面的划线质量,即既要使两段合拢接缝平面一致,又要与船体横剖面严格平行,     

一种基于惯性匹配的船体姿态基准传递方法

船体变形角的存在是造成船体局部姿态基准失准的根本原因。本文基于惯性姿态匹配法,提出一种抑制船体变形影响、实现高精度姿态基准传递的方法。首先对光学设备测得的船体变形角数据进行频域分析,实现船体变形角高精度建模。然后利用中心主惯导和船体局部捷联惯导的姿态输出构建卡尔曼滤波方程,实现船体变形角的实时高精度估计。最后仿真验证了船体变形角建模方法和姿态匹配算法的可行性,为船体局部高精度姿态信息获取提供理论参考。     

船用平面齿轮机构位置设计方案

通过对船体产生中垂或中拱时船体结构的变形分析，介绍了两种船用平面齿轮机构布置方案。