Ansys Workbench辅助设计海洋承压舱

依据外压容器设计方案和准则,研究工作在海洋3000米下环境的承压舱结构,合理选择舱体材料、优化结构设计方案,分析计算承压舱各部分参数,通过常规设计时引用计算机辅助设计软件Ansys Workbench,对承压舱体各部分承压性能进行模型仿真分析计算,选取最佳结构设计方案。对设计承压舱进行打压测试,分析结果验证设计方案的有效性,满足设计工作水深的承压性能及重量要求。     

轴向激励弹性连接双刚性球低频声辐射计算及分析

大潜深水下航行器一般采用多舱体结构,研究多舱体减振降噪方法意义重大。本文以球舱为例,利用球函数的平移加法理论,建立水下两个刚性球轴向振动产生的辐射声场的解析计算模型,比较100 Hz以下刚性模态的低频段内刚性球之间不同连接方式的辐射声场特性。计算结果表明,球体之间采用弹性连接能减小非受力刚性球的振速幅度,而且使两刚性球的振速相位之间存在相反的频段,各个刚性球的辐射声压相位相反,叠加时各部分声压会相互抵消,两球辐射强度相近时,声源级出现明显的谷点,激励力作用在等效密度大的球舱比作用在等效密度小的球舱降噪效果更好。该研究结论可以为水下航行器的多舱体低噪声设计提供参考。     

凸角处设舱壁的轴对称凹凸角舱段优化设计

对凸角处设舱壁的轴对称凹凸角舱段结构分别用迁移矩阵法及有限元方法进行了应力分析,对比了2种计算方法所求结果的差别;用有限元方法对舱段结构的主要参数进行了强度优化,并分析了各参数对舱段最大表面应力的影响,对优化前后的设计方案用迁移矩阵法进行验证.本研究方法是用有限元法对舱段参数进行优化并用迁移矩阵法对优化数据进行最终计算,以确定设计参数的一种设计方法,是凹凸角舱段优化设计中一种行之有效的方法.     

基于SolidWorks的AUV耐压舱体设计与校核

自主式水下航行器的耐压和密封是非常关键的两方面,基于SolidWorks软件对324型AUV耐压舱体进行了设计与仿真校核。综合考虑薄膜理论和不连续效应,根据NSGA-Ⅱ算法实现多目标优化,确定出直舱和封头的基本尺寸,利用美国海军试验水槽公式和稳定条件进行初步验证,以保证强度和稳定性。根据得出的几何尺寸在SolidWorks里完成三维建模,并在Simulation模块中完成数值模拟仿真,最终对舱体进行实际耐压试验,将结果和理论计算、软件仿真进行对比。针对直舱段舱体不同尺寸和材料进行了三维建模和数值仿真,得出相应结论。     

基于SolidWorks的AUV耐压舱体设计与校核

自主式水下航行器的耐压和密封是非常关键的两方面,基于SolidWorks软件对324型AUV耐压舱体进行了设计与仿真校核。综合考虑薄膜理论和不连续效应,根据NSGA-Ⅱ算法实现多目标优化,确定出直舱和封头的基本尺寸,利用美国海军试验水槽公式和稳定条件进行初步验证,以保证强度和稳定性。根据得出的几何尺寸在SolidWorks里完成三维建模,并在Simulation模块中完成数值模拟仿真,最终对舱体进行实际耐压试验,将结果和理论计算、软件仿真进行对比。针对直舱段舱体不同尺寸和材料进行了三维建模和数值仿真,得出相应结论。     

单舱大开口重吊船破舱稳性研究

以一艘单舱大开口重吊船为算例,简述主尺度特点,对该船如何满足概率破舱稳性进行计算分析,讨论不同设计方案的有效性和可行性,并总结出一套该类船舶满足概率破舱要求的设计思路。     

LNG SPB型独立液货舱设计分析

为实现LNG储存系统的国内自主建造,对现有主要LNG液货舱型进行对比,从市场前景、经济性、技术要点和国内适应性等方面分析,考虑选择SPB型舱为未来国产化的主选。以一艘6 000 m3LNG运输船为目标船型进行SPB型舱设计,依据国际公约和国内规范,采用有限元软件ANSYS和Abaqus对设计方案进行计算分析,以确定设计样舱的应力水平、疲劳寿命和裂纹扩展特性,为样舱制造提供技术参考。     

SOLAS 2009概率破损稳性要求对近海供应船的影响研究

对模拟设计的一艘船长超过80m的近海供应船的2种分舱设计方案进行了比较,分析了SOLAS 2009对分舱设计的影响,通过合适的分舱设计是可以满足SOLAS 2009概率破损稳性要求的。     

柴油机耐压排气管段材料优选及结构优化设计分析

考虑到在保证耐压排气管段的承压能力和耐腐蚀性能的前提下尽可能降低管段的重量是潜艇柴油机排气系统耐压管段材料优选及结构优化设计的主要目标,针对多种材料配套体系和多结构设计方案,用有限元计算方法对耐压排气管段的强度分布及稳定性进行计算分析,提出材料优选和结构优化设计方案,形成柴油机排气系统耐压管段材料优选和结构优化设计准则。     

基于系统配置的船舶注水系统噪声控制研究

针对船舶自流注水系统噪声突出的问题,从系统配置的角度提出了浮力调整水舱接入高压空气系统提高浮力调整水舱背压的低噪声改进设计方案。建立二维模型对该低噪声改进设计方案的可行性进行初步验证,采用计算流体力学的方法对不同压差下的监测点脉动压力进行对比,结果表明浮力调整水舱背压提高后脉动压力幅值减小,该低噪声改进设计方案具有可行性。对不同背压下的注水系统模型流场和声场在同一流量的注水工况下进行数值分析,计算结果表低噪声改进设计方案降噪效果显著,可为船舶海水系统流噪声的治理提供参考建议。     

不同型式液舱晃荡压力对比分析

对于液货船舶,航行过程中液舱晃荡不可避免,采用合理的液舱结构对减小液舱晃荡压力至关重要。基于传统的矩形液舱考虑在纵舱壁上添加不同宽度和数量的水平挡板及顶部削斜2种型式,建立了船舶液舱的三维模型,并利用Fluent软件进行三维液舱的晃荡压力计算,评估液舱结构型式对晃荡压力的影响。计算表明,在较高装载率下,通过合理设置挡板的数量和宽度,可以使舱内的晃荡情况得到优化,而顶部削斜结构型式由于减小了沿晃荡方向的舱体长度,可有效降低高装载率下的晃荡压力。     

集体逃逸舱开孔耐压球壳优化设计

开孔耐压球壳是集体逃逸舱的主要承压结构,其强度和稳定性直接关系到逃生人员的生命安全。本文推导了计算静水压力下开孔耐压球壳应力的解析单元法(AEM),该方法与有限元法计算结果吻合。对开孔耐压球壳极限强度进行有限元分析,用响应面法(RSM)建立非线性稳定性近似公式。基于强度和稳定性计算公式,联合采用多岛遗传算法(MIGA)和Hook-Jeeves法进行优化设计,得到满足强度和稳定性要求重量最轻的设计方案。     

1000m~3 LNG燃料加注船总体布置设计

探讨江海直达型1 000 m3LNG加注船的总体设计思路,根据具体航区要求和LNG加注的作业性能确定加注船的LNG液舱舱容和航速及吃水,初步得到船长、船宽等各主尺度成分。根据加注船型的总布置特点,围绕加注船的加注功能进行总布置设计,得到小型加注船总体的设计方案。     

客滚船概率破舱稳性计算分析

客滚船的分舱、装载和浮态的变化将影响到破舱稳性结果。掌握破舱稳性的计算要点,并了解各参数对破舱稳性的影响规律,有助于寻求改善破舱稳性的方法,优化客滚船设计。以某型客滚船的概率破舱稳性计算为例,分析客滚船需要满足的概率破舱稳性规范,全面阐述客滚船概率破舱稳性的计算要点,通过对多个方案的计算和对比,分析多组参数变化对分舱指数A的影响,提出改善概率破舱稳性的思路和方法 ,为同类型船舶的设计和概率破舱稳性计算提供参考。     

基于系统配置的船舶注水系统噪声控制研究

针对船舶自流注水系统噪声突出的问题,从系统配置的角度提出浮力调整水舱接入高压空气系统以提高浮力来调整水舱背压的低噪声改进设计方案。建立二维模型对该低噪声改进设计方案的可行性进行初步验证,采用计算流体力学的方法对不同压差下监测点的脉动压力进行对比,结果表明浮力调整水舱在背压提高后的脉动压力幅值减小,说明该方案具有可行性。对不同背压下的注水系统模型流场和声场在同一流量的注水工况下进行数值分析,计算结果表明低噪声改进设计方案的降噪效果显著,可为船舶海水系统流噪声的治理提供参考建议。     

基于铸造三维打印的海洋测量仪承压舱制造研究

以海洋测量仪承压舱为研究对象,制备在海深200 m左右的海洋测量仪耐压壳并试验其可靠性。传统的制造工艺难以制备复杂结构的承压舱,多用机加工和焊接等工艺以达成相应的结构。本研究经过具体分析确定承压舱具体结构及参数,然后通过铸造三维打印工艺实现承压舱的一体化成型。最后通过打压试验表明,基于铸造三维打印的承压舱在2.5 MPa载荷下,密封性良好,且承压舱无变形和裂纹现象,其应力应变数据变化呈近似线性关系,由此可以判断整个承压舱结构处于弹性区间,强度稳定性良好。     

基于FORAN的船舶概率破舱稳性计算分析

新的SOLAS 2009破舱稳性规则于2009年1月1日正式生效。论文针对破舱稳性要求更为严格的新规则,对影响各分舱指数的因素进行分析,并基于FORAN软件对某科考船进行概率破舱计算。最后,对FORAN软件在船舶破舱稳性计算过程中的优势及特点进行分析,以期对其它船舶总体设计与破舱稳性分析提供参考。     

驳船的影响概率破舱稳性单因素研究

概率破舱稳性是干货船破舱稳性计算与校核的一项强制性要求,它不同于传统的破舱稳性计算,计算中涉及到大量的破损舱室的组合,目前仍然是在分舱之后才能进行分析计算,若不满足则需要返回重新分舱。在初步设计阶段,如何有效分舱以使船舶分舱设计能满足概率破舱稳性,以减少分舱的盲目性与重复性,从而找到基于概率破舱稳性的分舱指导原则,这将具有重要的理论意义和工程应用价值。以某实际工程驳船为研究对象,设计了大量的分舱方案,并分别对其进行概率破舱稳性计算。根据计算结果对影响分舱指数A的因素进行了定性分析,提出了改进分舱指数A的设计准则。     

散货船顶边舱横隔板的拓扑优化设计

针对散货船顶边舱横隔板的设计主要靠母型船和工程师经验进行,以横隔板重量最轻为目标,参照原始设计的应力结果进行基于应力约束的拓扑优化。基于原始设计方案,去除顶边舱横隔板上的开孔面板、防倾肘板和屈曲筋,对结构进行细化后获得响应工况的应力作为拓扑优化的应力约束。分别对单个横隔板进行拓扑优化和对货舱内所有横隔板进行拓扑优化。基于拓扑优化结果,设计新的横隔板开孔方式并进行详细设计,并基于三舱段有限元计算对优化设计进行粗网格和细化分析校核。优化后的构型相对原始设计能获得更轻便的重量和更小的应力结果。本文的研究可以为散货船的拓扑优化、顶边舱横隔板的设计提供参考。     

小型LNG船C型独立液舱结构设计与研究

作为小型LNG船的关键技术之一,C型独立液舱及其维护系统决定着整船的经济性能和安全性能。简要介绍了C型独立液舱的特点,详细阐述了其结构设计流程和相关计算方法。最后对某两种船型的液舱进行基本结构设计,并对设计结果进行了强度校核。