基于疲劳强度的舰船甲板支撑结构设计方法

舰船甲板支撑结构在受到高强度的海水和载重的压力作用时,容易产生断裂,为了提高舰船甲板支撑结构的抗压强度,提出一种基于疲劳强度优化的舰船甲板支撑结构设计方法。构建舰船甲板支撑结构的疲劳应力分布和屈服响应模型,采用有限元分析方法进行舰船甲板支撑结构的断裂行为评估和抗压能力预测,构建舰船甲板的机械荷载力学方程,通过对方程的优化求解得到满足最大疲劳强度和承载能力的应力系数,以此指导舰船甲板支撑结构设计。仿真测试结果表明,采用该方法进行舰船甲板支撑结构设计能提高支撑结构的载荷,疲劳应力强度得到提升。     

水下接触爆炸载荷作用下舰船防护结构模型仿真

在海上作战中,鱼雷等武器的接触爆炸是导致舰船结构失效的主要形式之一,提升舰船的水下抗打击能力具有重要意义。本文的研究包括水下接触式保障载荷的特性分析、舰船防护结构的数学模型建立、舰船水下爆炸冲击的力学特性仿真等,对于改善舰船防护结构的设计质量提供一定的参考。     

基于非线性水弹性理论的舰船水动力分析

舰船在海上航行时,海风与波浪载荷等都是典型的非线性载荷,载荷导致的舰船结构受力和形变都处于动态变化过程中。为了提高舰船在风浪载荷下的结构强度,提高振动仿真的精度,有必要针对非线性载荷下的舰船动力学特性进行研究。本文系统介绍非线性水弹性理论的原理,并基于高阶元边界法进行了非线性波浪载荷的建模,并在Matlab中进行了舰船的非线性振动响应特征,具有重要的意义。     

二轴低周疲劳载荷下船体裂纹板累积塑性与断裂性能分析

恶劣海况中在多轴高应力、低循环交变载荷作用下,船体结构不仅会出现多轴低周疲劳破坏,而且还存在着明显的累积塑性破坏。应变强度因子ΔK_ε、J积分是评估船体结构二轴低周疲劳裂纹扩展断裂失效的重要控制参数。本文重点研究了二轴低周疲劳载荷作用下船体裂纹板的累积塑性规律以及二轴低周疲劳裂纹断裂参数。利用有限元数值模拟分析了二轴低周疲劳载荷下不同平均应力、应力幅和二轴应力比等相关因素对应变强度因子、J积分的影响,为正确评估船体裂纹板二轴低周疲劳裂纹扩展断裂行为提供了基础。     

舰船甲板结构的极限强度研究与结构优化

舰船甲板结构的强度具有非常重要的意义,是舰船安全运行的重要保障。为了提高舰船甲板在极端条件下(如导弹攻击、重物载荷等)的强度,本文首先对甲板结构强度理论进行了详细介绍,然后对舰船甲板进行了合理的简化和动力学模型建立,最后基于有限元分析软件Ansys平台进行了舰船甲板的建模、网格划分、极限强度下的载荷仿真等内容,对提高舰船甲板的安全性能有重要的意义。     

非线性波浪载荷作用下舰船结构机械疲劳强度分析

船舶工业目前正在快速发展,舰船在海上航运时,非线性波浪载荷会对船体产生冲击,对结构产生很强的伤害作用,进而会对舰船的船身、横梁等产生破坏,我国对于舰船可靠性具有较高要求,因此在舰船进行结构设计时必须充分考虑波浪载荷的影响,对舰船的结构件进行疲劳强度分析和研究。本文通过对疲劳原理和现象的描述,解释了疲劳断裂产生的原因和过程。由于舰船在海面上受到的多为非线性波浪载荷,因此本文对非线性波浪载荷进行初步研究,分析非线性波浪载荷作用下的疲劳寿命,并对研究结果进行理论的对比和验证。     

舰船结构弹塑性冲击响应数值计算

舰船的结构强度是保障其航行安全性的关键,水下爆炸冲击会对舰船的船体结构产生冲击性载荷,但载荷超过舰船结构的弹塑性临界值时,就会对船体造成不可恢复的破坏,造成沉没等。因此,世界各国花费大量的人力和财力,不断研发新型舰船,提升舰船结构的抗水下爆炸冲击性能。本文首先分析水下爆炸冲击作用的特性,结合船体壳状结构的力学模型,利用有限元分析软件Ansys进行舱段的弹塑性分析,有助于提高舰船结构的强度优化设计。     

大型集装箱船高强度厚钢甲板安全寿命评估方法

疲劳是船舶与海洋工程结构破坏的主要模式之一.高强度钢的应用使得结构的疲劳问题更加突出.对于采用以高强度厚钢板为甲板的大型集装箱船来说,有必要进行高强度厚钢板的焊接缺陷部位安全寿命评估方法研究.以应力范围的长期分布服从两参数Weibull分布的随机载荷为疲劳载荷,裂纹扩展率采用单一曲线模型预报裂纹在任意时刻的尺寸,结合应力强度因子并参考应力计算方法和失效评估图技术提出一套计算集装箱船高强度钢厚钢板安全寿命评估的方法.通过编制计算程序,对某集装箱船甲板进行安全寿命计算.最后,分析疲劳载荷谱对安全寿命的影响.计算结果表明：载荷回复期的长短和Weibull分布的形状参数的取值都会极大影响结构疲劳安全寿命.     

参数化建模在舰船结构设计和载荷强度分析中的应用

高速船的船体结构应力/载荷与应力条件较为苛刻,因此,想要提高高速船舶的结构设计,必须要对高速船舶的结构件进行系统的力学分析与仿真。Ansys有限元仿真平台的功能强大,能够有效的模拟高速舰船在不同受力状态下的载荷强度和应力集中系数。Ansys APDL能够采用参数化建模的方法快速的建立不同结构的有限元模型。本文结合Ansys APDL系统地研究高速船板架结构在不同载荷下的应力应变,有利于提高结构设计强度。     

舰用907A钢结构高频疲劳裂纹扩展试验研究

采用预制缺口的舰体结构试样,对舰用907A钢在拉伸疲劳载荷作用下的裂纹扩展规律进行了高频疲劳试验研究,得出在拉伸疲劳载荷作用下舰体结构的裂纹扩展规律,模拟了舰船在航行时波浪交变载荷对舰船结构的破坏作用,试验结果对预报破损舰船在波浪中航行时的裂纹扩展情况具有参考作用。     

基于有限元分析的水面舰船抗损结构设计和强度校核

在现代海洋战争中,各种穿甲反舰导弹等武器可以击穿舰艇的舷侧,对船体结构造成致命的破坏。因此,研究和开发舰船的抗损坏结构,提高舰船的抗击打能力与结构强度有重要的意义。本文的研究对象主要分为2个方面:1)舰船抵抗外载荷的承载极限;2)舰船结构破坏后的剩余承载极限。本文基于有限元分析技术,在有限元仿真分析平台Ansys上建立了水面舰船的储油罐结构模型,并对爆炸载荷下的储油罐形变与受力进行仿真分析。     

船舶模型在波浪下的崩溃数值仿真及试验

大波浪因具有巨大波高而会造成船体结构崩溃失效,甚至断裂,准确预报船体结构在波浪下的非线性动态强度已成为船舶结构新的研究方向.提出一种结合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法,预报船体结构在波浪下的非线性动态强度,三维势流理论用于计算波浪载荷,非线性有限元用于计算船体结构的弹塑性和屈曲变形.为验证数值仿真方法的准确性...     

高强度液压螺栓在船舶传动轴系上的应用

船舶轴系传递的转矩载荷很高,对联接件的强度和韧度有很高的要求,高强度液压螺栓作为一种新型扭矩联接件近年来引起了广泛的重视。本文系统分析船舶推进系统轴系的力学特性,借助理论力学和弹性力学知识对高强度液压螺栓的转矩、最佳预紧力和强度载荷进行分析,并利用Ansys有限元分析软件对高强度液压螺栓的应力和形变量建模分析。     

拉伸载荷下加筋板裂纹扩展研究

采用预制缺口的加筋板结构试样,对921A钢加筋板结构进行拉伸疲劳载荷作用下的低周疲劳试验,采用奇异单元法计算相应试件的裂纹尖端应力强度因子,利用Paris准则得出裂纹扩展速率与应力强度因子的关系式,得到拉伸疲劳载荷作用下舰体加筋板结构破口裂纹扩展模型,用于分析和预报破损舰船结构在波浪中航行时的裂纹扩展情况和剩余疲劳寿命预报,算例验证了本试验计算方法的合理性。     

舰船结构弹塑性冲击响应数值计算

舰船在执行作战任务时受到的冲击主要来自水上和水下两方面。其中,水下爆炸会对船体造成较大的冲击作用,引起船体的弹性变形和塑性变形,严重的可能导致船舶断裂等事故。本文针对舰船在水下爆炸冲击作用的力学特性进行研究,基于有限元分析软件Ansys等工具建立船体框架结构的有限元模型,对舰船结构的弹塑性冲击响应进行了数值计算和仿真。     

纤维增强复合材料疲劳渐进破坏过程的Monte-Carlo模拟

基于纤维增强复合材料的热/机械疲劳损伤机理,考虑纤维强度的统计特性和金属基体循环响应的特征,发展了纤维断裂、基体和界面局部循环塑性以及基体/纤维脱粘等细观模式控制的疲劳破坏分析模型,结合Monte-Carlo方法研究了复合材料在循环载荷作用下的渐进破坏过程和疲劳行为,将纤维的统计强度、基体热塑性以及界面特性与复合材料的疲劳寿命定量地联系起来。     

船体在水下冲击作用下的动态响应仿真

舰船在执行任务时,不可避免的会发生敌方鱼雷、导弹等武器的打击,在水下的冲击场景主要有接触爆炸、非接触爆炸和自身冲击等,其冲击作用可能会造成船体结构的损伤,甚至造成舰船沉没等事故。因此,研究船体结构在水下冲击作用下的强度与力学响应有重要的意义。本文详细研究了水下冲击与爆炸理论,建立了水下冲击模型,并基于有限元分析软件Abaqus进行了船体的有限元建模、网格划分、冲击载荷施加与动态响应仿真。     

船体角焊缝的连接强度分析与焊缝系数

本文阐述了船体结构角焊缝的分类及强度条件,对工作焊缝,按其承载模式建立力学模型,并对其失效模式进行分析,完成了普通强度钢和高强度钢在六种组合模式下的焊缝系数推导,给出了船体结构普通强度钢和高强度钢的推荐焊缝系数,为船舶结构焊缝设计提供理论依据。     

破损舰体结构疲劳裂纹扩展及剩余寿命研究

采用预制缺口的907A钢平板结构试样进行拉伸疲劳载荷试验,得到了拉伸疲劳载荷作用下平板结构破口裂纹扩展规律.采用奇异单元法计算了相应试件的裂纹尖端应力强度因子,利用Paris准则得出裂纹扩展速率与应力强度因子的关系式.提出了破损舰体结构的疲劳裂纹扩展模型,用于估算破损舰船结构在波浪中航行时的裂纹扩展分析和剩余寿命预报.通过某型舰算例验证了文中试验计算方法的合理性.     

战斗破损和火灾时船体剩余强度的评估

研究舰船在遭受战斗破损和火灾两种紧急情况下的船体剩余强度评估问题。引用了在武器作用下确定设计载荷和船体特征的基本观点。考虑了结构受热对温度应力及钢材的物理和力学性能的影响，并对遭受火灾后船体性能评估强度分析的方法基础进行讨论。