海上旅游平台大跨度网壳结构强度分析

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风场计算风载荷,利用面元积分法计算网壳结构等效节点载荷,建立大跨度网壳结构外载荷计算方法。在此基础上,以“海洋之心”旅游平台为算例,开展了网壳结构响应分析,获得了风载荷、波浪载荷及风浪联合作用下的网壳结构响应,对比分析了风载荷和波浪载荷对网壳结构响应的影响。     

波浪作用下网衣结构承受载荷研究

为了研究波浪作用下渔业养殖装备的网衣受到的载荷,并探讨主要的影响因素。采用屏模型对网衣进行了数值计算,分别应用线性波理论和2阶斯托克斯波理论计算流体质点速度和加速度,并考虑自由表面变化对网衣载荷的影响。为了验证数值方法,对不同密实度网衣进行了水槽试验。结果表明,屏模型计算得到的网衣波浪载荷和试验吻合较好,2阶斯托克斯波理论计算得到的波浪水平力峰值比线性波理论计算的精度更高。网衣密实度对网衣受到的波浪载荷具有较大影响,特别是在长周期波情况,影响更为显著。     

基于椭球体模型的有限长圆柱壳静磁屏蔽效能计算

从屏蔽效能的定义出发,得出了屏蔽系数与磁通量之间的关系,提出了利用椭球体模型对一般壳体的屏蔽系数进行计算的方法。利用模型化的方法分析计算了有限长圆柱壳的静磁屏蔽效能,并将推导的结果与严谨理论模型下的推导结果进行了对比,充分验证了椭球体模型计算的可行性。     

砰击对大型船舶波浪载荷的影响研究

随着船舶向大型化发展,各船级社规范提供的船舶波浪载荷计算公式并不能充分表征与其密切相关的因素。大型船舶一般具有超规范船长、大艏部外飘结构、较高航速等特点,容易导致舰船砰击现象的发生,它是船舶设计波浪载荷确定的重要因素。以某大型船舶为对象,依据CCS规范、GJB/Z119指导性技术文件、船体结构设计准则计算方法,用实例计算分析了船舶波浪设计载荷。利用模型试验的方法研究了大型船舶波浪载荷与砰击载荷组合特征的变化,分析了船舶外飘角和刚度变化对砰击载荷的影响。研究结果可为大型船舶波浪设计载荷的合理确定提供参考,也可为相关船舶波浪载荷标准规范的制修订提供借鉴。     

大型船舶出坞过程仿真

根据大型船舶出坞的要求,建立了船舶出坞过程仿真数学模型,包括船舶出坞操纵的基本模型、水动力模型以及拖轮等的作用力计算模型.编程计算了大型船舶出坞过程中的环境载荷,对大型船舶出坞过程进行仿真预报.以17.5万吨好望角型散货船为例,计算了该船受到的总的环境外载荷,并对该船出坞运动轨迹进行仿真预报.     

岸边集装箱起重机数值风洞分析

结合某岸边集装箱起重机,利用有限元计算工具,对风载荷进行计算流体动力学仿真分析,得出该桥吊的数值风洞模拟值,并与计算机辅助工程分析计算值进行对比,从而得到一种较为合理的数值模拟方法。该方法可分析大型港口设备的风载荷工程实际问题。     

基于切片理论的波浪载荷直接计算

提出了波浪载荷直接计算方法。该方法基于线性切片理论,在频域范围内进行。通过水动力分析得出波浪载荷的响应幅值算子,采用统计方法对波浪载荷进行长期预报,并将线性波浪载荷预报结果进行非线性修正,以模拟实际波浪载荷的非线性效应。最后以某一船型为例,结合IACS推荐的波浪谱和波浪散布图以及超越概率,采用该方法进行了计算并将计算结果与规范值进行了比较。     

海洋工程结构物风载荷计算方法比较

为方便海洋工程结构物设计者选择合适的风载荷计算方法,以一艘大型油船为例,分别采用目前常用的几种风载荷计算方法对其所受的风载荷进行计算,计算结果与实验结果比较分析表明,Blendermann方法的计算结果与实验结果吻合较好。     

B型独立液货舱LNG船支撑座疲劳强度分析

以沪东中华自主研发设计的大型B型独立液货舱LNG船为研究对象,根据其船型特点进行有限元疲劳分析,提出用应力集中系数的方法,计算液货舱支撑座的疲劳热点应力幅值,完成该船液货舱支撑座结构的疲劳强度分析。基于DNVGL船级社规范指南,采用PATRAN软件进行直接计算,得到疲劳热点在各单位载荷作用下的应力集中系数,结合粗网格读取的载荷值,根据规范假定的载荷谱以及S-N曲线,得到疲劳热点处的累计损伤值,并研究了层压木刚度对支撑座载荷的影响。本论文采用的应力集中系数方法可为其他复杂载荷作用下的结构应力分析提供参考。     

大型LNG船液舱晃荡载荷数值预报和模型试验比较

大型LNG船液舱晃荡冲击载荷的合理预报是液舱结构安全性设计和评估的基础。针对部分装载的LNG船液舱的晃荡载荷开展数值预报方法研究,建立了合理的数值模型和计算方案。通过典型菱形液舱的三维晃荡模型试验,获得LNG液舱在各种运动模式下流体拍击舱壁的冲击载荷特性。在数值计算和对比分析中,首先对舱内液体在各种运动模式下的晃荡固有频率进行了搜索,然后在各个固有频率下进行了变幅值激励和耦合运动激励下的冲击压力计算,得到了不利运动工况下的冲击压力预报结果。数值模拟结果与模型试验结果的比较表明,提出的液舱晃荡数值计算方法能够合理地预报大型LNG船液舱晃荡载荷特征。在此基础上,对各种载液水平和运动模式下大型LNG船液舱内壁的压力分布进行了详细计算,可供液舱围护系统结构设计和安全性评估参考。     

Load effects on vessel-shaped fish cage steel structures,nets and connectors considering the effects of diffraction and radiation waves under irregular waves

Vessel-shaped fish cages are mainly composed of a large floating body, aquaculture nets and a number of steel frames. Due to the large scale of vessel-shaped fish cages, the velocity field induced by the diffraction waves and radiation waves cannot be ignored in the calculation of the loads on the net and steel frames. In turn, the loads can affect the wave-induced response of the floating body and hence the radiation waves as well as the sectional forces. In this paper, a novel method is proposed to consider the coupling effect. First, considering the irregular waves in short-term periods, the global response of the floating body is calculated in the time domain by the state-space method based on potential flow theory. Meanwhile, the velocity field considering the influence of the floating body is built according to the velocity transfer function. Then, the Morison formula is used to calculate the loads on the nets and the steel frames. Finally, the coupling achieved through numerical iterations is considered in the calculation of the twine tension, load effect of connector and the global cross-section under irregular waves. It is found that the diffraction and radiation waves make a significant difference in the twine tension and connector load effect.     

大型船用尾滚筒结构设计计算研究

介绍了船用尾滚筒的工作原理,研究了其受力形式及采用有限元方法进行结构强度计算的方法,通过对传统结构形式实例建模计算的方式,分析了其应力分布特性及其承载能力的局限性,提出了能有效增加其受载负荷的大型尾滚筒结构形式,并通过实例建模计算的方式,验证了改进型尾滚筒的结构强度的可靠性及其应用形式上的灵活性。     

气垫船波浪载荷预报方法研究

高速气垫船对船体结构重量控制严格,而合理确定作用于船体的波浪载荷是结构设计、优化和安全性评估的基础。本文在气垫船船体结构受力特点分析的基础上,采用“分段船模”模型试验方法对目标气垫船开展了波浪载荷预报研究,重点解决了试验模型垫升系统动力特征相似、重量控制等关键问题。试验结果能反映目标气垫船围裙气垫的响应特点,说明所用分段船模试验方法预报气垫船运动与载荷的结果可信。基于此,对目标气垫船波浪载荷设计值的规范计算结果表明,给定的载荷规范计算方法可为气垫船结构设计提供参考。     

沉箱箱壁计算分析和局部优化

采用结构计算程序AN SY S,对北方某港拟建的15万吨级矿石转水码头大直径圆沉箱箱壁进行了计算。对桥梁计算中通用的影响线加载程序进行修改,编制成适用于卸船机荷载的动态规划程序,并嵌入结构分析程序中,计算出最不利组合工况下的沉箱箱壁受力;同时参考AN SY S拓扑优化结果,对沉箱消浪孔形式和布置位置等进行了调整,计算分析后给出了受力性能更为合理的细部构造布置。     

碰撞事故时超大型浮体模块连接处荷载特性研究

精确评估模块连接处荷载特性对超大型浮体的水动力设计及结构安全性研究具有重要的工程意义。文章以5模块半潜式超大型浮体为研究对象,考虑碰撞荷载和风、浪、流环境荷载的联合作用并采用AQWA软件对超大型浮体模块连接点处的受力特性开展了数值计算。船舶碰撞荷载简化为矩形脉冲,采用定常风、定常流以及JONSWAP波谱,探讨了船舶碰撞角度、撞击位置、环境荷载等因素对模块连接点受力特性的影响。该文的研究成果可为事故荷载作用时超大型浮体连接器结构设计和强度计算提供一定依据。     

45万吨级超大型矿砂船全船结构有限元分析

超大型矿砂船由于船体结构的特殊性和船体本身的超大型化,使船体强度校核很难用常规规范中的梁理论方法或舱段有限元计算确定.在研究超大型矿砂船全船分析的基础上,探讨了超大型矿砂船全船结构有限元模型和质量模型的建模方法、波浪载荷和舱内货物载荷计算方法及解决全船载荷动态平衡的惯性平衡处理技术.以一条45万吨级的超大型矿砂船为例,完整实现了全船有限元分析全过程,计算出各个工况下的船体变形和应力,对正确地进行超大型矿砂船全船结构强度直接计算具有指导作用.     

集装箱船扭转强度和加强方式研究

介绍约束扭转计算原理,分析集装箱船的结构和受力特点,利用MSC/Nastran软件探讨了集装箱船的扭转强度计算方法。在现有结构形式的基础上,提出几种可能提高结构扭转强度的结构加强方案,通过有限元分析比较各方案对于增加同样重量的钢料船体结构中翘曲应力变化情况,比对抗扭效果,研究在考虑成本基础上提高集装箱船抗扭强度的加强方案优先顺序,结果显示对于支线型集装箱船增加舱口围厚度可更有效提高其抗扭强度。     

吹填造陆工程砂土地基沉降计算

针对目前越来越多的大面积吹填造陆工程中出现的地基沉降计算问题,对目前常用的大面积砂土地基沉降计算方法De Beer计算方法进行了分析研究。通过依托工程的现场试验数据对De Beer公式中所涉及的参数进行讨论,得出合适的沉降计算公式。最后通过比较现场实测沉降的预测值,证明该分析方法和流程可以很好地用于大面积砂土地基沉降计算中。     

超大型集装箱船特殊布置结构直接建模计算评估法

目前国内外大量的关于集装箱结构的研究大多集中于如何优化性能,整船波浪载荷预报和整船结构分析,但对超大型集装箱船的特殊布置结构研究甚少,重油舱布置于船中区域就是特殊布置结构的一例。根据某在建10000 TEU集装箱船的相关数据,对布置于船中区域重油舱直接独立建模计算,确定载荷、工况,并对重油舱结构进行应力分析与评估。该方法可为超大型集装箱船特殊布置的结构设计和计算评估提供相应的技术支持与参考。     

大型开敞式专业化码头建设技术创新与应用

总结了"十一五"期间中交水运规划设计院大型开敞式专业化码头建设技术取得的主要创新成果,包括码头荷载计算、码头总体设计、码头新结构等方面,并简要介绍了这些创新成果的工程应用情况,提出了"十二五"期间需进一步深入研究的技术问题。