动态刚度阵法在船体总振动计算中的应用

采用动态刚度阵法计算船体总振动的固有频率.该方法不但能简化计算模型,而且能获得较高精度的高阶固有频率.首先通过直接求解等直Timoshenko梁单元的运动微分方程,导出考虑剪切变形和转动惯量影响的平面梁单元动态刚度阵的解析表达形式;其次采用Wittrick-Williams算法结合二分法求解特征值;最后采用本方法计算299 500DWT超大型油船船体总振动的固有频率,并分别与一维梁有限元法和三维全船有限元法计算结果以及实测值进行比较,验证了方法的精确性和有效性.     

膜梁组合模型的船舶总体与上层建筑耦合振动计算方法

本文提出了用膜元与集中质量的组合作为上层建筑物的力学模型,而在考虑上层建筑与船舶总体的耦合振动时主船体仍采用梁模型,从而简化了计算力学模型的形成工作。计算程序采用自动计入附连水质量和模态综合法(动态子结构法)相结合的形成,可以方便地判断上层建筑与船体梁振动之间的耦合关系。本方法可供船厂设计人员在详细设计阶段使用。本文着重论述上层建筑与船体梁耦合振动的计算方法及其在电算程序中的计算步骤。     

有限元解析法在船舶板架振动计算中的应用

本文从梁横向振动一般弯曲微分方程的通解出发,运用有限元的处理方法,获得了两种梁元矩阵——混合矩阵和刚度矩阵,并用于船舶平面板架自由振动的计算。针对混合解法和位移解法的共同特点,提出了一个简便而且不会漏根的求解高阶超越函数矩阵非线性特征值的统一方法,解决了振动计算时现有计算机内存不足的困难。 实例计算表明,理论值与试验值相当接近,说明本文的方法是有效的。     

不对称船体结构动态特性研究

针对计算常规船舶结构动态特性的方法不适用于计算左右不对称横剖面船体梁动态特性的问题，本文将船体视为薄壁梁并离散成梁段，推导出迁移矩阵法迭代求解不对称船体结构固有及固有振型的公式系统，计算了左右不对称程度不同的梁结构及不对称船 梁的固有频率及振型。指出不对称梁 有振动为弯扭耦合振动，其固有频率与振动型的对应关系与对称梁不同。     

膜梁组合模型的船舶总体与上层建筑耦合振动

本文提出了用膜元与集中质量的组合作为上层建筑物的力学模型,而在考虑上层建筑与船体总体的耦合振动时,主船体仍采用梁模型,从而简化了计算力学模型的形成工作。电算程序采用自动计入附连水质量和模态综合法(动态子结构法)相结合的形式,可以方便地判断上层建筑与船体梁振动之间的耦合关系。本方法可供船厂设计人员在详细设计阶段使用。     

流固耦合计算及导管振动研究

本文把结构有限元法和流体奇点法结合起来,用模态分析的原理求解任意形状的平面或空间浸水结构的前几谐调的附连水质量和固有频率。并编制了流固耦合振动的通用程序。对自由液面、水底平面和岸壁的各种组合边界条件,在程序中应用映射技巧处理。文中给出了导管模型在空气中和水中的振动试验结果以及用所编程序对该导管的计算结果,还导出了导管附连水质量的近似估算公式。     

上层建筑局部振动计算分析

随着对建造船舶的结构进行优化,船体结构尺寸余量很小,因此上层建筑很容易出现局部振动.本文采用有限元法和德劳LocVibs程序分别对上建区域结构进行固有频率计算以避免发生共振.     

应用半无矩壳理论进行船体应力-变形分析及模型试验研究

本文将半无矩壳理论加以扩展,应用于变断面、具有剖面突变的复杂船体结构分析中。应用加权余量法推导出单元刚度矩阵和单元载荷矩阵。给出了棱柱形舱段、非棱柱形舱段和横舱壁三种单元模型并编制了计算程序。本文的方法比薄壁梁理论更加精确,且能综合考虑船体弯曲、扭转及横向变形的耦合响应。通过模型试验和分析比较,表明本文方法比常规有限元法具有数据量小、计算速度快等优点。     

基于黏性流体-柔性结构耦合的波浪中船舶非线性波激振动研究

波激弹振和砰击颤振是集装箱船运营中极易出现的两种现象,分析其对船舶运动和剖面载荷的影响,对船舶设计和强度评估具有重要意义。采用黏性流体-柔性结构双向耦合方法对集装箱船模型在不同波长工况下的运动和响应进行求解,其中计算流体力学用于模拟流场的冲击和上浪等非线性现象并得到船体外载荷,然后通过有限元法求解船体运动和变形,两者在流固交界面进行隐式信息交换。计算捕捉到船体的非线性波激振动和颤振,分析结果发现,波激振动和颤振对整体运动影响较小,但会显著增大船体中垂的弯矩幅值,艏、艉区域垂向加速度受颤振的影响较大,当遭遇波浪的倍频成分接近船体湿频率时也会激发船体一定程度的弹振。与文献结果的比较表明,该耦合方法有望成为处理船舶水弹性问题的一种有效手段。     

支线型冷藏集装箱船振动特性研究

近年来,规范的更新和船东对舒适性要求的提升,船体振动问题愈来愈受到重视。本文采用有限元法从上层建筑整体纵向振动、船体梁总振动、局部结构振动3个方面对某型支线型冷藏集装箱船进行振动特性预报。针对不足的情况,提出改进方案,使振动水平能够满足相关标准的要求,探讨集装箱船早期设计阶段上层建筑整体纵向振动的预报方法。计算分析中获得的经验和结论,可供同类型船舶设计参考。     

船体薄壁梁弯扭耦合振动的流固耦合分析

采用耦合有限元,边界元法计算水中船体的弯扭耦合振动.文中用一维薄壁梁有限元模拟船体梁,在横剖面处用二维边界元方法计算结构表面卢压,推导出表征流体对振动特性影响的附加质量阵,编制了用流同耦合方法求解船体振动模态的程序.通过与采用ANSYS软件进行耦合场分析以及刘易斯方法得到的振动模念相比较,验证了文中方法的可行性和应用性.     

基于CSR共同规范的船体梁极限强度分析

基于CSR共同规范编制船体梁极限强度的简化逐步破坏法计算程序,以12 000 DWT油船为工程实例,按共同规范的两种方法(简化逐步破坏法、有限元法),分析该船体梁的极限强度。研究表明,该油船极限强度校核应重点关注甲板部分结构;简化逐步破坏法可快速准确地计算船体梁的极限弯矩,相对较成熟;而非线性有限元法方面,共同规范需要在模型化技术方面进一步完善相关细节,就未破损船体梁极限强度计算而言,建议可在模型纵向尺度和横向构件建模方面做适当简化。     

39 000 dwt 散货船总振动分析

利用NAPA软件强大的编程能力,应用迁移矩阵法开发了用于分析船体总振动固有频率和振型的工具箱。由此自动获取计算总振动所需的几何和工况数据,从而推出了将船体三维建模、装载工况与总振动分析结合起来协同设计新方法,并将此方法成功应用于一艘散货船的总振动分析。     

船体结构强度计算力学模型的确定问题

本文从船体结构强度设计理论生实用的观点论述了船体结构强度计算力学模型的确定问题，对有关问题提出了商榷意见。本文依据位移矩阵理论研制的综合计算程序，对船体结构强度进行了理论分析，比较了采用不同的力学模型的计算结果，并进行了讨论。     

基于系统矩阵法的船舶推进轴系扭振程序开发

针对船舶推进轴系扭转振动集总参数模型图,建立扭转振动的微分方程组,叙述了使用系统矩阵法处理自由振动和强迫振动的方法,以及如何处理复阻尼矩阵,将振动微分方程组转化成线性方程组,同时介绍了刚度矩阵、惯量矩阵、阻尼矩阵的构成形式,以及各种形式阻尼的处理方法.本文使用MATLAB软件编制了扭振计算程序,计算结果与MAN公司软件对比,误差在可接受的范围内.     

变厚度圆柱壳的最大基频设计

研究了变厚度圆柱壳自由振动的最大基频设计问题.即在任意轴对称边界条件下,寻求圆柱壳的最优厚度分布使自振基频极大化.利用半解析元方法分析轴对称变厚度圆柱壳的自由振动,将求解自振基频归为求解广义特征值方程,使变厚度圆柱壳的最大基频设计成为极大化最小特征值问题;在此基础上利用适当优化算法求解该优化模型获得变厚度圆柱壳最大基频.典型算例表明了文中方法的有效性和计算程序的快速收敛性.     

潜艇横向刚性构架区域应力计算解析方法

本文对框架肋骨及平面舱壁船体结点区域的应力进行理论求解,考虑了内、外框架肋骨和结点区域嵌入厚板,以及厚、薄板连接处由于中曲面不一致引起的附加力矩和邻近普通肋骨对框架肋骨及平面舱壁纵向弯曲的影响.应用本文的计算方法、现行计算方法和有限元方法进行实际结构结点应力的比较计算,结果表明本文的计算方法比现行的计算方法更合理、更全面.     

ANSYS在船舶轴系校中上的应用

本文介绍了船舶轴系校中计算中常用的有限元法。依据该方法用现有ANSYS软件编制程序,计算出船舶在下水后、满载或半载情况下,由于船体变形而导致的轴系参数的变化。并以某船为例,利用三弯矩法、迁移矩阵法和有限元法对船舶轴系进行校中计算,说明有限元法更先进合理。     

SPB型LNG运输船温度场研究

对SPB型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)运输船的温度场进行研究,该类型船区别于薄膜型船的独特的结构设计使得其温度场分析有一定的难度。在构建船体传热模型时,对特殊构件的热对流效应、船体内部对流传热空间的划分和对流换热系数的计算方式等问题进行分析,并做出合理的处理。以大型有限元软件MSC.Nastran和MSC.Patran为平台建立有限元模型,利用控制语言PCL编写计算程序,求解船体温度场。     

流体域特性对流固耦合振动计算的影响

船舶结构的水下振动预报一直受到广泛的重视,计算机技术的发展使得有限元法成为求解复杂船舶结构流振耦合振动的有效方法。本文基于船体结构与周围流体介质的耦合作用建立典型圆柱壳流固耦合振动计算的有限元模型,重点分析流体域边界处理方式、流体域形状、流体域范围对耦合振动计算结果的影响,提出合理的流体域建模方法。同时分析流体网格控制方式对于耦合振动计算的影响,为水下结构物耦合振动分析提供参考。