船舶耐碰撞结构设计有限元分析研究

为了提高船舶机械结构强度,从而提高船舶的耐碰撞能力,提出一种基于有限元分析的船舶耐碰撞结构设计方法。在CAD/CAM平台上进行船舶耐碰撞疲劳损伤结构分析,采用连续体模型分割方法进行船舶的机械结构强度分解,结合有限元分析方法进行船舶耐碰撞应力结构分析,以屈服强度和船舶荷载强度为测试约束指标参量,进行结构强度的力学分解,在有限元仿真软件中进行应力评估,实现船舶结构优化设计。测试结果表明,采用该方法进行船舶耐碰撞结构设计,对船舶的结构力学分析结构准确度较高,船舶的结构强度得到增强,耐碰撞性能提高。     

基于有限元分析法的船舶上层建筑振动性能研究

上层建筑振动是影响船舶整体稳定性的主要因素,所以对其进行有效分析具有重要的现实意义。本次针对以往基于经验公式建立软件程序来计算上层建筑振动频率,存在精度不足的问题,提出一种有限元分析方法。利用有限元分析法进行船舶上层建筑振动性能研究主要分为两部分:先是选定船舶参数,利用利用Ansys软件进行上层结构有限元建模;后是对该模型进行求解,计算船舶上层建筑振动频率,实现振动性能研究,并与基于经验公式软件程序法进行对比,得出有限元分析法精度更高,结果更接近真实值。     

变速恒频双馈型船舶轴带系统试验平台的设计

针对变速恒频双馈型船舶轴带电机的特点设计了一套基于DSP的电压型交直交变速恒频双馈型船舶轴带电机试验平台。结合变速恒频双馈型船舶轴带电机的特点,在平台上实现了轴带系统不同运行模式下的试验,并对相关试验结果进行对比分析。试验结果表明,变速恒频双馈型船舶轴带系统具有良好的动态和稳态性能,其系统输入输出功率因数可调,可以有效地控制和调节轴带电机发电时的输出电功率或电动时的输出轴功率。     

新型脉动无级变速器在船舶上的应用探讨

为解决船舶减速器无法使发动机与螺旋桨同时高效率工作带来的机、桨配合难的问题,提出用新型脉动无级变速器代替减速器,实现恒功率无级变速的思想。介绍新型无级变速器的基本结构和面接触超越离合器的自锁与解锁,计算新型脉动无级变速器的效率及寿命,讨论新型无级变速器的完全平衡问题,结果表明,新型脉动无级变速器能够实现恒功率无级变速,使发动机与螺旋桨同时高效率工作,用新型脉动无级变速器代替减速器是可行的。     

基于模糊控制的自适应反馈调节系统

船舶操纵是一个非线性过程,定值反馈控制方式的操纵性能不能令人满意。针对上述问题,提出了一种基于模糊控制的自适应反馈调节系统,它可在线自动调整系统的反馈系数。仿真结果表明它在船舶操纵应用中具有较好的动态特性,鲁棒性和跟踪能力,在一定程度上改善了船舶的操纵性能。     

随机风浪下船舶航速自适应控制

船舶在航行过程中受到参数扰动及海浪因素等影响,导致航速控制的稳定性不好,提出基于自适应反演误差补偿的随机风浪下船舶航速控制方法。构建随机风浪下船舶航速控制约束参量模型,采用船舶姿态信息的实时调节方法进行误差补偿,结合船舶的航速参量进行位姿修正,提高船舶航行的稳定性。采用Kalman滤波算法进行船舶航速参量的融合处理,实现自适应优化控制。仿真试验结果表明,采用该方法进行船舶航速自适应控制的稳定性较好,输出航速参量的自适应调节能力较强,提高船舶抗随机风浪能力。     

集装箱运输船舶调度的多目标优化模型建模

在多通道运输环境下,集装箱运输船舶调度是一个复杂的多元目标优化模型,提出一种基于自适应回归分析的集装箱运输船舶调度的多目标优化模型,采用多源信息特征重组方法进行集装箱运输船舶资源信息重构,结合自适应学习方法进行集装箱运输船舶资源的信息融合处理,采用非线性二元自回归分析方法实现集装箱运输船舶调度的控制目标函数构建,采用多目标均衡优化策略求解控制目标函数的全局最优解,实现集装箱运输船舶的最优化调度。仿真结果表明,采用该方法进行集装箱运输船舶调度的均衡性较好,提高了运输时效性。     

船舶舾装复合结构声学性能分析方法及应用

针对船舶典型舾装复合结构,基于传递矩阵法构建声学性能分析模型,建立舾装复合结构隔声量及吸声系数分析方法,并通过声学试验验证了分析方法的可靠性。在此基础上,以某型水面舰船为例,探究了舾装复合结构对舱室噪声的影响规律。结果表明:基于传递矩阵法计算船舶舾装复合结构声学性能有效可行;敷设舾装复合结构后报务室和集控室降噪效果明显,分别达到2.2 dBA和2.5 dBA。     

冰载荷作用下船体结构强度有限元分析方法

针对船舶在冰区航行过程中船体承受冰载荷的直接撞击作用,存在结构损坏风险的情形,旨在研究建立冰载荷作用下船体结构强度有限元分析的技术实施方法.分析船—冰相互作用特点,研究结构分析时冰载荷的理想化及施加方法,基于冰区船舶结构特点提出极地船舶有限元建模方法,考虑线性和非线性分析方法的差异研究结构强度校核准则,在此基础上,构建线性和非线性有限元分析方法在极地船结构强度分析过程中的实施方法和技术途径.通过实船结构船首和船中结构强度分析的计算验证,该方法具有较好的可操作性,可为极地船舶的结构强度分析提供参考.     

存在奇异点的结构疲劳评估简单方法

由于船舶结构整体几何形状具有内在的应力奇异性,其有限元分析结果的评估并不明确。通过对一个简单平面直角十字形拐角结构上的奇异性和裂纹尖端的奇异性进行分析,提出简化后的经验法则及一个直接的计算方法,用于计算裂纹的应力强度因子和基于S-N曲线疲劳分析中的应力集中系数。同时对结构中奇异点处应力场性质提出认识,对其有限元分析方法中网格的划分提供基础。     

15万吨油船船体结构分析

随着船舶类型和吨位的不断增加，船舶的结构设计一般是采用规范设计和直接计算两种方法来完成的，特别是国际海事组织在海上环境保护委员会第３２次会议上，提出对于载重量超过５０００ｔ，的油船必须设置双层壳体。本文旨在结合我国目前设计与建造的最大的出口船舶１５００００ｔ油船的结构有限元分析，分别检模型建立，载荷计算，应力分析等方面，论述了大型油船的结构分析方法。     

船舶薄壁结构噪声优化研究

为减少船舶薄壁结构噪声强度,以某船舶薄壁连接结构为研究对象,基于有限单元法建立薄壁结构噪声有限元模型。将薄壁结构自适应加筋理论与噪声有限元模型相结合,基于matlab软件对薄壁结构噪声模型进行遗传优化。计算结果表明,该方法能够有效减少结构噪声,并且优化得出的结构外形简单易于加工制造。     

基于粒子群优化算法的船舶电力系统脆性分析

为了提高船舶电力系统稳定性,提出基于粒子群优化算法的船舶电力系统脆性分析方法,构建船舶电力系统的稳定性控制约束参量模型,以电机模型参数为控制对象,通过船舶电力系统电机的转速信息和电磁转矩信息进行船舶电力系统脆性特征分析,采用PI控制算法进行船舶电力系统的输出稳定性控制,建立船舶电力系统的反馈动态补偿稳定性控制模型,结合粒子群优化算法进行船舶电力系统稳定性控制的参量自适应调节,实现船舶电力系统脆性预测和稳定性控制。仿真结果表明,采用该方法进行船舶电力系统脆性分析的准确性较好,控制稳定性较强,提高了船舶电力系统的输出鲁棒性。     

基于误差回馈机制的船舶机组电压鲁棒性研究

针对原有船舶机组电压鲁棒性的分析方法分析结果精度较低的问题,设计基于误差回馈机制的船舶机组电压鲁棒性分析方法。采用单机模型进行船舶机组电力数学模型的构建,对电压功率进行多次运算,保证机组电压模型的完整性。获取反馈系数,并代入机组电压数学模型中,得出机组电压矩阵。通过SMES控制原理进行机组电压控制,结合反馈系数,求得机组电压鲁棒性数学模型。将机组电压带入模型中,完成分析。至此,基于误差回馈机制的船舶机组电压的鲁棒性分析完成。设计对比实验,通过对比分析误差产生次数与处理情况体现分析精度。与原有鲁棒性分析方法相比,此方法误差产生次数更少,处理更加及时。由此可见,此方法更有效。     

基于有限元分析的船舶制造结构设计仿真

船舶的结构设计直接影响到船舶的强度、刚度、稳定性等性能指标。传统的船舶结构设计方法主要依赖于经验和试验,存在着设计周期长、成本高、效率低等问题,而基于有限元分析的船舶结构设计方法可以通过数值模拟和优化算法来实现结构设计的自动化和优化,提高设计效率和设计质量。本文从船舶结构的极限强度理论和疲劳强度理论分别进行分析,并基于有限元软件进行船舶制造结构的设计仿真。     

船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统的研究与开发

基于图形平台ＯｐｅｎＧＬ开发了船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统（ＣＣＳ－ＦＥＶＳ），本系统根据船舶结构的特点，对船舶结构进行有限元分析后所产生的非结构化数据场进行可视化处理。本文详细阐述了船舶结构分析结果可视化系统的设计思想、系统结构、数据管理及其多种处理和显示数据场的方法，给出了实例；同时讨论了ＯｐｅｎＧＬ在可视化显示中的应用。     

基于参数化模型的船舶圆柱売结构声学优化分析方法

复杂圆柱壳结构是船舶结构的主要形式,建立其快速声学优化分析方法对促进船舶结构声学设计, 实现“分析驱动设计”理念具有重要价值。基于隐式参数化建模方法,建立船舶复杂圆柱壳结构参数化模型库,提出基于参数化模型的船舶圆柱壳结构声学优化分析方法,解决了分析流程中数据自动传输、软件调用和变量控制等问题。算例结果表明所提方法是合理的,初步满足船舶复杂圆柱壳结构声学优化设计需求。     

船舶电站模拟信号的处理及其频载自动调节功能的实现

研究船舶电站模拟信号的处理及其频载自动调节功能的实现方法，经船舶电站模拟器两机组实机运行验证，用此方法实现的船舶电站模拟信号的处理及频载自动调节装置运行可靠，调节性能良好。     

基于有限元特征值的船舶螺旋桨噪声数据分类算法

为避免船舶螺旋桨转动行为受到噪声数据的影响,从而减慢船体的实际前行速率,提出基于有限元特征值的船舶螺旋桨噪声数据分类算法。通过定义基本噪声数据的方式,掌握噪声值的边界扩散情况,完成基于有限元特征值的船舶螺旋桨噪声数据分析。在此基础上,计算噪声误分率数值,联合已知的采样权重系数,得到准确的分类子簇参量结果,实现船舶螺旋桨噪声数据分类算法的顺利应用。对比实验结果表明,与过采样型分类算法相比,有限元特征值能够增强分类算法对于船舶螺旋桨噪声数据的实际处理能力,从而使得船体前行速率水平得到有效保障。     

船舶复杂轴系扭转振动建模及动力学分析

针对船舶复杂轴系结构,提出一种基于能量法的轴系扭转振动建模及动力学分析方法。该方法对船舶复杂轴系中的典型结构进行统一能量化描述,如联轴器、齿轮、负载等,并结合弹性轴的能量函数构建轴系结构的拉格朗日能量泛函;然后,利用最小二乘法和广义变分法,对轴系角位移展开项系数进行求解,从而建立适用于船舶复杂轴系结构的扭转动力学模型。通过与有限元方法计算结果相比较来验证该建模方法的准确性,并利用该方法分析连接刚度和负载转动惯量对整体轴系扭振特性的影响,以期为船舶复杂轴系设计提供一定参考。