承受纵摇扭转力矩的双体船连接桥结构强度的简化解析法

双体船在斜浪中航行时常会受到纵摇扭转力矩作用。纵摇扭转力矩是关系到双体船结构安全的重要载荷之一。在广泛推广有限元分析系统的今天，大多数设计师都把这种分析系统应用于舰船的结构强度计算。但在舰船设计初期阶段，有限元分析会耗费大量时间，付出昂贵的资金代价。为了使设计分析高效，避免在精确与复杂的分析中发生误差，有必要进行简化分析，故提出计算连接桥结构强度的简易算式。在该方法中未考虑上层建筑，而是把两个船体视为刚性。这种简化方法应用于两种模型：一是16m的实际双体船，一是32m的简化箱型双体船。为了检验简化方法的精度，对两船的有限元模型进行了三维有限元分析。对简化解析结果与有限元分析结果做了比较，结果非常一致。为了研究载荷分布的影响，将正弦波载荷和四点集中载荷加在箱型双体船上。通过比较这些结果发现，为避免应力集中，在纵摇扭转力矩分析中应该采用正弦波载荷。     

弯扭组合载荷下圆轴表面裂纹应力强度因子计算

传动轴往往承受弯扭组合载荷的作用,准确计算弯扭组合载荷下轴上半椭圆表面裂纹的应力强度因子对于传动轴的疲劳寿命预报来说十分重要。本文讨论了扭转载荷下裂纹前缘各点的Ⅱ、Ⅲ型应力强度因子计算和网格质量之间的关系,对扭转载荷下Ⅱ、Ⅲ型应力强度因子沿裂缝前缘的分布情况进行研究;并对弯扭组合载荷下轴上半椭圆表面裂纹的应力强度因子进行分析。结果显示在扭转载荷下裂纹最深点仅有Ⅲ型应力强度因子存在,沿裂纹前缘其他各点不仅存在Ⅲ型应力强度因子,还存在着不可忽视的Ⅱ型应力强度因子。弯扭组合载荷下的裂纹是Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹,且弯扭组合载荷下的表面裂纹各型应力强度因子可以视作分别施加弯曲和扭转载荷下同型应力强度因子的叠加。所得结论可为传动轴类构件疲劳寿命预报提供参考。     

双体船全船载荷效应分析

用有限元模型计算一艘60m长的双体船由纵向弯曲和扭矩引起的相关应力和变形，并与用改进的棱形梁理论计算的(考虑了双体船船体宽缘板和大窗口)结果作了比较。发现在初步设计阶段可以以合理的精度来预报全船应力。因扭转载荷引起的剪切力方面扭曲的影响较小，可以忽略不计。尽管如此，这种影响与船舶设计是强相关的，并且对那些拥有细长船体和相对总高较低的上层建筑的舰船是重要的。     

刚性车架假设下四支腿港口起重机腿压计算方法

基于刚性车架假设，提出自重载荷和风载荷作用下的港口起重机腿压计算公式，并针对角度风推导出自重载荷下重心不超出4个支腿所围成的区域依然会产生负腿压、平行风载荷，其引起的腿压要大于角度风引起的腿压的结论。在此基础上，给出了自重载荷下负腿压发生条件和风载荷下最大腿压发生条件。     

冰载荷冲击下的船舶推进轴系瞬态扭转振动响应分析

传统的推进轴系扭转振动响应计算聚焦于稳态响应,而传递矩阵法、系统矩阵法,可以取得满意的稳态计算结果,但无法处理冰区船舶、海洋工程船舶所遇到的变载荷、变惯量等瞬态工况。为了克服频域扭振计算方法在处理瞬态条件扭振问题的局限性,使用 Newmark 法从时域求解轴系扭转振动微分方程组,基于该算法对某船推进轴系在冰载荷作用下的瞬态响应做了数值计算。其结果表明,在冰载荷冲击下,轴系瞬态扭矩比稳态扭矩大;通过时频分析,在冰载荷作用期间,出现了明显的螺旋桨叶频激励,因此须避免冰载荷激励产生轴系扭转振动的叶次共振。 Newmark 法扭振计算结果与实船测试结果对比表明,该方法在稳态响应计算和时域曲线上都与实际测量结果基本一致,具有工程实用性。     

玻璃纤维织品聚合物复合材料在拉伸/扭转双向载荷作用下的疲劳破坏与寿...

本文研究了平纹玻璃纤维织物增强聚酯在拉伸／扭转双向载荷作用下的疲劳破坏与寿命预测。当双向载荷按比例作用在试样上时，给出了几种不同双向载比的典型的Ｓ－Ｎ曲线。提出了基于连续损伤机理理论的疲劳损伤累积模型，在这一模型中选用拉伸和剪切时的模量递减率作为损伤变量的度量。     

船舶推进轴系扭转振动概述

推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，其在运转过程中会不可避免地产生振动，并引起主机、传动装置振动，从而诱发船体结构振动。为避免影响船舶航行性能和安全性，对轴系扭转振动产生的原因及轴系扭转振动计算方法进行着重论述，并总结介绍轴系扭转振动的消减措施，旨在深入浅出、通俗易懂地使读者了解船舶推进轴系扭转振动。     

艉轴扭转轴向耦合振动产生裂纹探析

轴系因扭转振动产生裂纹甚至断轴事例并不罕见，所以对艉轴由于扭转振动而产生的裂纹应引起足够重视，文中通过具体艉轴裂纹实例进行分析，认为是切应力和法向应力联合作用，即扭转－轴向耦合振动导致了艉轴裂的产生和发展。     

船体扭转强度分析

本文讨论了以有限元法和薄壁梁理论为基础的船体扭转强度分析方法。把船体横截面离散为薄膜和杆组成的有限元模型,使薄壁梁截面特性计算规格化。文中采用了C.F.Kollbrunner改进的薄壁梁扭转理论和K.Haslum提出的非棱柱薄壁梁的衔接条件。对突变截面公共面积、附属结构、扭转载荷以及扭转应力计算作了讨论。     

高弹性扭转联轴节

图1所示BR100联轴节适用于在同时出现轴向位移、径向位移或角位移时要求具有高阻尼和较大扭转弹性的传动。通过传递额定扭矩时的11°扭转角和冲击载荷条件下的27.5°扭转角可以改善扭转振动并减小振幅。由于这一暂时缓冲,冲击力矩变为无害。因此可在尽可能宽广的扭振范围内选择这种组合元件。     

高速双体船连接桥扭转强度分析

一概述 高速双体船一般采用铝合金材料，中国船级社《海上高速船入级与建造规范》和《穿浪船检验指南》对高速双体船的连接桥扭转强度计算中的载荷、边界条件、应力标准等都有详细的规定，但必须要建立全船有限元模型进行计算。     

冰载荷电力推进轴系扭转振动研究

以船舶混合动力推进轴系的电力推进模式为研究对象,建立轴系扭转振动数学模型,重点讨论了电力推进轴系冰载荷激励力矩和推进电机的阶次振动激励力矩对轴系扭转振动的影响。采用应变法对实际船舶推进轴系进行扭转振动测试,将推进轴系的测试值与理论计算值进行比对分析,验证了文中建立的推进轴系数学模型和应变测试方法的正确性。     

冰区航行船舶电力推进轴系机电耦合的扭振分析

通过螺旋桨桨叶与冰块的相互作用过程,建立单冰块对螺旋桨扭转振动的激励函数;同时建立机电耦合振动数学模型,推导得到机电耦联动力学方程,研究电机电磁激励力对扭转振动的影响。以3500吨科考船电力推进轴系为研究对象,基于冰载荷激励力和电磁激励力对轴系扭转振动进行分析,为复杂的船舶电力推进轴系在冰区航行时的振动研究奠定了基础。     

全航速三维线性波浪载荷时域内数值计算研究

高速船舶波浪诱导载荷存在航速效应,波浪诱导船体垂向弯矩随航速增加而增加.针对某集装箱船采用三维时域全航速水动力分析理论预报集装箱船在波浪上的运动性能和剖面载荷,深入分析船体运动性能和剖面载荷的航速效应,得到船体纵荡、横荡,横摇和首摇以及船体扭转波浪弯矩航速效应显著,为船舶结构设计人员在波浪载荷的计算上有一定的参考.     

重型模块总装船台地基基础承载力研究

为解决重型模块柱脚载荷对船台集中作用问题，以某万吨级天然气模块作为研究对象，将柱脚载荷分散并传递到船台桩基，计算出模块柱脚位置船台桩反力和沉降量。研究结果表明：通过分载梁可有效将柱脚载荷传递到船台桩基上，桩基承载力满足要求；最大船台桩基沉降量满足模块建造精度要求；模块产生的柱脚载荷不会引起船台桩基破坏。     

双体客船波浪载荷及强度计算分析

双体船在横浪与斜浪中会遭受比较严重的横向弯矩和扭转力矩载荷作用,此时双体船的强度对其安全性至关重要。采用波浪直接计算方法对船舶在航行海区进行波浪载荷长期预报,得到各工况计算设计波。采用直接计算方法对双体船进行了总纵强度、横向强度和扭转强度的整船有限元分析,通过计算结果分析船舶在各工况下的应力分布,结果表明,船舶的结构强度满足要求,但高应力区域出现在抗扭箱与片体连接处,针对该危险区域提出修改方案,为其他类似船舶设计提出参考意见。     

冰载荷冲击下的推进轴系扭振特性影响分析

以某破冰船电力推进轴系为研究对象,建立轴系扭转振动集总参数模型及边界条件分析,采用时域方法,分别对常规推进轴系及冰载荷作用下的推进轴系的扭振特性进行对比分析,说明冰载荷对轴系扭振特性的影响十分强烈,需要进行重点关注;同时,对构成轴系的主要部件中的联轴器刚度、离合器惯量等进行轴系扭振敏感性分析,获得轴系主要部件性能参数对轴系扭转振动特性影响情况的普遍规律,用于指导轴系设备设计和选型。文章对破冰船轴系设计具有一定的指导意义。     

基于扭转角与神经网络的船轴裂纹故障诊断研究

文章利用有限元分析软件对转矩载荷下的船轴裂纹进行分析,以不同裂纹状态下扭转角数据作为输入,裂纹参数作为期望输出,训练出定量诊断裂纹参数的神经网络,实现对船轴裂纹的故障分析。实验结果表明:扭转角可以作为船轴裂纹故障的诊断参量,该研究结果可作为船舶轴系故障诊断的理论依据。     

南海FPSO单点液压大钳基座焊缝裂纹安全分析

分析南海FPSO内转塔形式的单点系泊系统在单点液压大钳处出现的焊接裂纹,利用有限元模型仿真软件,建立单点液压大钳受力模型,输入载荷同时考虑垂向系泊载荷及FPSO船体水平动态力作用对焊缝的影响,还考虑到焊缝处的扭转载荷,计算分析强度和疲劳,计算结果表明,单点系统不会由于锁紧器基座焊缝裂纹失效而发生重大风险故障,但为保障安...     

含裂纹损伤箱型梁剩余扭转极限强度研究

针对含裂纹损伤箱型梁的剩余扭转极限强度问题,通过考虑结构特征及裂纹分布的差异性,基于净截面屈服理论提出更为准确地评估裂纹影响的剩余扭转极限强度简化计算公式,能够很好地反映裂纹损伤所导致的极限强度衰减趋势。利用非线性有限元方法,考虑中心裂纹与边缘裂纹2种裂纹形式,考察结构应力分布的变化与规律,验证扭转载荷下裂纹分布与裂纹尺寸对剩余极限强度的影响。数值计算表明,本文提出的公式具有较好的准确度。