液舱导移自动控制系统调节船体平衡方法研究

本文目的是通过液舱导移的方式实现船体平衡被破坏后的再平衡.本文利用船体结构有限元分析中的自动调整方法建立船体平衡模型.在选定液舱导移方案后,根据舰船静力学相关知识进行船体平衡的理论分析和计算,推导出液舱导移过程中参数之间的关系,并根据这些参数关系以及单容水箱液位控制模型,以LabVIEW为平台进行液舱导移和整个船体平衡调节过程的仿真.通过计算机仿真和物理实验说明,在一定条件下,通过液舱导移的方式可实现船体平衡被破坏后的再平衡.     

单壳船舷侧结构的碰撞分析

给出一种计算船体结构基本构件——梁、板耐撞性的简化分析方法,并将该方法应用于单壳船舷侧结构的碰撞分析。讨论了球鼻首撞击作用下单壳船舷侧结构的总体破坏模式及其渐进破坏过程,提出了计及渐进破坏过程的碰撞损伤简化计算方法。实例计算结果表明:该简化分析方法能对单壳船舷侧结构的耐撞性作出合理的预报,可应用于船舶设计阶段船体结构耐撞性能的评估。     

海上石油浮式生产系统疲劳校核分析

船体结构的疲劳一直是船体结构的一种重要的损伤现象。特别是高强度钢在船体结构中的广泛使用，使船体结构的疲劳破坏问题更加突出。本文以一艘15万吨浮式生产储油系统(FPSO)为例，根据FPSO自身的结构特点和其特殊的工作状态，详细介绍了对FPSO进行疲劳分析的基本过程，包括FPSO疲劳校核区域的确定，波浪统计预报、主要校核部位的疲劳计算方法和过程。     

预报搁浅船舶船体强度的一种简化方法（一）

虽然对搁浅事故造成的破坏后果已有所了解，但可被设计者用来来评估船舶发生搁浅时船体强度的工具却非常少。本文提出了一种发生搁浅事故时预报船底强度的简化方法。船体的结构单元在船舶长度方向呈现周期性布置的特征，因此，船舶搁浅过程产生的船体变形阻力在某种程度上也是呈现纵向周期性的特征。对于船底的主结构单元，本文主要考虑以下四种破坏模式：横向结构的拉伸破坏、船底板的凹陷破坏、撕裂破坏以及蛇腹形撕裂破坏。将用于这些特定破坏模式的计算公式组合起来，建立了预报船底强度的简化方法。对照一系列大尺度搁浅试验结果以及某实际发生的搁浅事故对所提出的简化预报方法加以校核，证明所提出的预测方法是正确的。该方法最具吸引力的地方在于万一发生船舶搁浅事故时能采用这种方法通过手工计算来预报船体的强度。     

基于累积塑性破坏的船体板低周疲劳裂纹扩展寿命研究

船体板的总体断裂破坏往往是低周疲劳破坏与累积塑性破坏两种破坏模式耦合作用的结果,故在船体板低周疲劳裂纹扩展寿命评估中,其基于累积塑性应变的船体板低周疲劳裂纹扩展寿命分析能够更为符合实际地评估船体板的总体断裂承载能力。船体板低周疲劳裂纹扩展寿命由宏观可检测裂纹扩展到临界裂纹而发生破坏这段区间的寿命。船体在实际航行中受到多次波浪外载作用而使其进入塑性变形不断累积或不断反复的破坏过程,并最终导致低周疲劳裂纹的萌生及扩展而使结构破坏,其破坏形式分别对应于增量塑性变形破坏（或棘轮效应）或交变塑性变形破坏（或低周疲劳）。局部塑性变形的累积会加剧低周疲劳裂纹不断扩展,因而基于累积塑性破坏研究船体板低周疲劳扩展寿命更为合理。文中以船体板单次循环载荷后塑性应变大小为基础,依据累积递增塑性破坏过程及弹塑性理论,计算经过N次变幅循环载荷后船体板累积塑性应变值,结合循环应力—应变曲线获得相应的稳定的迟滞回线,确定裂纹尖端应力应变曲线及确定相关塑性参量并依据选取的断裂判据判定裂纹扩展。建立循环载荷下基于累积递增塑性破坏的船体板低周疲劳裂纹扩展寿命的计算模型考虑应力比对此裂纹扩展寿命计算模型的影响。由该方法计算出的疲劳裂纹扩展寿命将对正确预估船舶结构的低周疲劳强度从而提高船舶安全性有重要意义。     

基于累积塑性破坏的船体板低周疲劳裂纹扩展寿命研究（英文）

船体板的总体断裂破坏往往是低周疲劳破坏与累积塑性破坏两种破坏模式耦合作用的结果,故在船体板低周疲劳裂纹扩展寿命评估中,其基于累积塑性应变的船体板低周疲劳裂纹扩展寿命分析能够更为符合实际地评估船体板的总体断裂承载能力。船体板低周疲劳裂纹扩展寿命由宏观可检测裂纹扩展到临界裂纹而发生破坏这段区间的寿命。船体在实际航行中受到多次波浪外载作用而使其进入塑性变形不断累积或不断反复的破坏过程,并最终导致低周疲劳裂纹的萌生及扩展而使结构破坏,其破坏形式分别对应于增量塑性变形破坏(或棘轮效应)或交变塑性变形破坏(或低周疲劳)。局部塑性变形的累积会加剧低周疲劳裂纹不断扩展,因而基于累积塑性破坏研究船体板低周疲劳扩展寿命更为合理。文中以船体板单次循环载荷后塑性应变大小为基础,依据累积递增塑性破坏过程及弹塑性理论,计算经过N次变幅循环载荷后船体板累积塑性应变值,结合循环应力—应变曲线获得相应的稳定的迟滞回线,确定裂纹尖端应力应变曲线及确定相关塑性参量并依据选取的断裂判据判定裂纹扩展。建立循环载荷下基于累积递增塑性破坏的船体板低周疲劳裂纹扩展寿命的计算模型考虑应力比对此裂纹扩展寿命计算模型的影响。由该方法计算出的疲劳裂纹扩展寿命将对正确预估船舶结构的低周疲劳强度从而提高船舶安全性有重要意义。     

抛落式玻璃钢救生艇入水分析

本文基于非线性显式动力分析软件LS-DYNA,采用任意拉格朗日-欧拉算法(固体结构采用拉格朗日描述,水域采用欧拉描述),对玻璃钢救生艇入水的过程进行数值仿真。通过数值仿真,分析抛落式玻璃钢救生艇入水过程船体应力分布情况,利用复合材料破坏准则Tsai-Wu定律判断入水冲击过程是否会对船体造成破坏,根据FEA数值分析结果指导抛落式玻璃钢救生艇设计,避免在实艇试验时船体破坏造成不必要的经济损失。     

基于EFSHD船体三维建模中板架制作技术的研究

船体三维设计软件的使用,使设计人员可利用计算机实现模拟造船,直接发现设计中存在的错误和问题,以便提高设计精度,减少差错。该文以沪东中华造船有限公司开发的EFSHD软件为平台,以8000t江海直达货轮为例进行船体三维建模设计。介绍了船体某分段的平面板架和曲面板架的建模方法,重点分析了船体曲面板架创建功能的多样性、快速性,提出了船体板架三维建模中应注意的几个问题;建模中掌握的一些操作技巧及注意事项可使整个建模过程流畅自如,并可供造船厂在生产中参考应用。     

水下接触爆炸作用下的船体板架结构毁伤研究

船体板架是舰船中最主要的结构形式,研究在水下接触爆炸作用下的船体板架毁伤过程对于舰船的抗爆抗冲击设计具有重要意义。借助AUTODYN通用软件,建立船体板架水下接触爆炸数值模型,同时运用耦合欧拉—拉格朗日算法进行计算,并与试验最终失效模式进行对比,吻合良好。分析了水下接触爆炸作用下船体板架毁伤全过程,并对船体板架破口的形成和扩展进行了分析,探讨了加强筋的破坏模式,提出了板架结构中板和加强筋破坏模式的耦合效应。通过研究,揭示了水下接触爆炸作用下船体板架的毁伤特性。     

水下爆炸脉动载荷对连续玄武岩纤维复合材料船体结构的影响

运用有限元程序MSC.Dytran模拟水下爆炸气泡脉动现象的整个过程,计算输出气泡中心位置压力时历曲线与爆炸理论吻合;采用层合板模型模拟连续玄武岩纤维复合材料,选取一般耦合算法计算流体与结构的耦合效应,计算连续玄武岩纤维复合材料舱段在脉动载荷作用下的动力响应;分析连续玄武岩纤维复合材料船体结构位移时历曲线、应力时历曲线及船底板应力云图.研究结果表明,在近场爆炸情况下,第一次脉动产生的应力波有可能比爆炸冲击波对船体造成更大的破坏;爆炸产生的脉动载荷频率接近整船或局部构件固有频率时,引发共振,对船体造成爆炸冲击破坏外的附加损害.     

长江中下游河道崩岸研究现状及展望*

基于长江中下游河道崩岸研究现有成果,从崩岸形态学、水沙动力过程及岸坡稳定性三个角度对现有崩岸研究中的基本观点和需要进一步深入研究的科学问题进行探讨。提出后续研究可以从河势条件和土体自身性质与崩岸形态之间的关系、崩岸区段的复杂水流结构、坡脚处的冲刷过程以及崩塌土体的堆积与分解形式等方面展开。     

水流对浮体作用的SPH方法模拟

水流与浮体相互作用时,运动情况十分复杂,目前很难准确有效地模拟。而SPH作为一种纯拉格朗日方法,无需构建网格,用核函数近似粒子进行离散,能较好地解决一些自由面大变形问题。文章利用SPH法对溃坝时引起的高速水流冲击浮体以及水体晃动时破损浮体的运动过程进行模拟。模拟结果表明,SPH法能有效地进行水流对浮体作用的研究。     

用有限元法确定弹塑性材料结构的极限承载力

确定弹塑性材料结构的极限承载能力是结构设计中极其重要的一个问题,它通常是采用弹塑性非线性有限元方法来进行分析的.本文提出了利用基于一系列线弹性有限元解来获得弹塑性材料结构的极限承载能力的试验误差法,并将它与切线法和割线法进行了比较和讨论.在计算的每一步中,根据应力松弛系数降低杨氏弹性模量,并将结构的应力松弛系数和作为误差指标.当结构的误差指标小于给定的误差容限时就得到收敛解.本文方法可计算出结构受载后直到崩溃时应力、应变和载荷-变形曲线.数值实验表明,本文方法是有效的和可行的.     

Brittleness research on complex system based on brittle link entropy

1Introduction Asfarascomplexsystemisconcerned,ithasmore subsystemsbelongingtodifferenthierarchiesthanthe simplesystem.Atthesametime,therelationshipbe tweendifferentsubsystemsbecomesmoreandmore complex.Itisdifficulttogivethequantitativemodels ofcomplexsyst…     

大型水面舰艇生命力快速评估方法研究

大型水面舰艇的生命力评估对于预见风险,采取措施减小生命力损失,提高作战能力具有重要意义。针对其体积庞大的特点,从强度角度入手采用类似于损管的分块方法,将主船体分为若干区域,沿船长及高度方向设定不同分块的参数。随机模拟被击中的位置以及武器数量和种类,计算相应情况下的破坏程度。设立评判准则分析生命力损失的情况,并且计算发生概率。通过以上措施,初步形成了快速评估生命力的方法,可以迅速地对大型水面舰艇的生命力状况做出估计,便于软件实现和应用。     

基于一个二维水弹塑性方法和极限强度评估的集装箱船结构优化研究

海上极端波过去常常导致船舶结构的极限破坏,而船舶的极限崩溃涉及到船体结构的动态极限强度和结构非线性.该文通过二维的水弹塑性方法研究了集装箱船在极端波中的非线性动态强度,该方法考虑了船体的极限强度以及船体结构的非线性和波浪之间的耦合.并通过该二维水弹塑性方法和极限评估方法研究了船体结构的结构优化.文中还通过二次规划法(SQP)来优化基于非线性的动态强度的集装箱船体结构.最少的结构成本是本优化的目标函数,约束条件保证船体的强度要小于结构的极限强度,并且结构设计尺寸要满足规范的要求.随着设计波高的变化,这些优化的设计变量的变化趋势得以发现,一些研究的结论可用于船舶规范的参考.     

深水海底管道止屈器设计研究

随着水深的增加,深水海底管道由于外压导致压溃、屈曲及屈曲传播的可能性大大增加.深水海管设计中,通常采用止屈器来控制海管由于较大的外压可能造成的压溃及屈曲传播.止屈器的主要作用是:在管道受外压的条件下,一旦发生压溃屈曲并发生屈曲传播时,将屈曲传播的破坏限制在一定管道长度范围内.该文进行了深水海底管道止屈器设计研究,并基于有限元模型进行了管道的屈曲和屈曲传播分析.     

Effect of non-symmetrical corrosion imperfection on the collapse pressure of subsea pipelines

The effects of non-symmetrical corrosion defects (about the major or minor axis of the ellipse) on the collapse modes and collapse pressures of subsea pipelines are studied using the Finite Element (FE) method. The corrosion defects are represented by a groove of a given length, width, and depth which is created by the “element death” technology. Parametric studies are conducted and the influences of corrosion location angle, length, width, and depth on the collapse pressure are discussed. Several significant and interesting results are achieved: (1) The collapse modes are mainly affected by the corrosion location angle, width, and depth; (2) The collapse pressure of a pipe may increase as the corrosion length, width, or depth increases when the corrosion location angle is small; (3) The longer the corrosion length, the larger the effect of corrosion location angle on the collapse pressure; (4) For collapses controlled by corrosion defect (0.3≤h/t ≤ 0.7), the relationship between the collapse pressure and corrosion location angle follows a simple cosine function. For collapses controlled by the ovality (h/t < 0.3), the relationship can be expressed by the combination of straight-line and cosine function.     

上软下硬地层超深T形地连墙成槽施工难题的处理

埃及塞得东港集装箱码头二期工程的超深T形地下连续墙位于上软下硬且临海水位高的地层中,由于软弱土层深厚且槽孔深度超过60 m,因此成槽技术是施工的关键,需要解决槽壁易坍塌及确保槽孔垂直精度大于1/300这2个重大技 术难题。选择液压抓斗成槽机及旋挖钻机组合作为成槽施工的主要设备,施工中通过采取钻设引导孔、槽壁预加固、改善泥浆性能、保持槽内液面等一系列有效的技术措施,解决了成槽施工的重大技术难题。结果证明：超深T形墙的槽孔垂直精度高,没有塌孔现象,成槽时间较短,成本低,能够保证工程质量,取得了良好的社会效益和经济效益。     

基于南方CASS软件的土方量计算方法

威海内海吹填工程主要施工内容是采用吹砂挤淤方式进行吹填,吹填区吹填完成后采用机械压实。在施工过程中须多次对吹填区进行进度测量,涉及土方量的计算频率较高。为保证工程土方量的计算准确,将南方CASS软件的不同土方量计算方法进行对比,并结合工程实际情况分析选择合理的计算方法,从而为工程质量和进度控制提供依据。结果表明,选择合适的计算方法不仅能够准确地计算土方量,还能形象地反映现场的实际情况。