基于应力集中系数的SWATH船疲劳节点筛选方法研究

小水线面双体船的疲劳强度问题十分突出,疲劳强度校核节点众多且目前还没有一个明确的疲劳节点筛选原则。针对这些问题,研究基于典型节点的热点应力集中系数有限元计算和名义应力分析,对小水线面双体船全船结构中可能发生疲劳强度失效的节点进行疲劳寿命估算,并根据估算结果对需要进行热点应力分析的疲劳节点进行筛选。计算结果表明,该方法在处理大量结构节点的疲劳寿命估算问题中,计算效率较高,能够反映全船的节点疲劳强度特性,且估算结果较为可靠。该方法不仅适用于小水线面双体船,对于其他类型的船舶,该方法同样具有适用性。     

大型小水线面双体特殊用途船公约合规设计

小水线面双体（SWATH）特殊用途船的结构形式和作业功能与常规单体船有很大区别,有必要探究适用于常规单体船的设计和建造标准是否也适用于小水线面双体船,并分专业模块厘清小水线面双体船所遵循的设计建造标准和存在的典型设计问题。针对小水线面双体船为满足公约关于常规船的要求而在设计上存在的一些典型问题,逐项找寻解决方案。通过目标船的设计,总结相关设计经验,可为同类型船舶的设计、建造或改装提供有价值的参考。研究发现：小水线面双体特殊用途船的设计建造标准分专业模块、按船上所载总人数指向公约货船或客船要求;总体上适用于单体船的要求也适用于小水线面双体船,但在个别要求的合规性上需对小水线面双体船采取替代或等效的设计方案。     

小水线面双体船设计载荷研究

横向对开力是小水线面双体船的主要载荷.文章根据CCS(2005)、ABS(1999)规范及船模试验所得载荷值,对小水线面双体船横向对开力的估算公式进行重新回归,提出CCS(2005)修正公式;对规范中小水线面双体船强度校核时合理的载荷大小及相应的工况组合形式进行探讨,提出更为危险的60°/120°斜浪工况组合情况;并选取6种较为严重的典型工况进行全船有限元分析,得到各典型工况下船体结构的应力分布特点,为小水线面双体船的载荷估算及初步设计提供了理论依据.     

小水线面双体船下潜体局部强度分析研究

本文针对小水线面双体船特有的下潜体结构,运用MSC.Patran软件建立下潜体有限元模型,参考英国劳氏船级社特种船规范中的设计载荷,对下潜体典型部位三舱段模型进行计算分析,并考虑了破损工况下的下潜体局部强度问题。计算结果表明,下潜体各舱室破损状态下的应力比健康状态下大,且下潜体船艏和艉部目标舱的应力比舯部略大,各目标舱中强扶强材、纵桁、横框架和横舱壁是应力较大的结构,在设计和建造时应重点考虑。     

小水线面双体船下潜体局部强度分析

针对小水线面双体船特有的下潜体结构,运用MSC.Patran软件建立下潜体有限元模型,参考英国劳氏船级社特种船规范中的设计载荷,对下潜体典型部位三舱段模型进行计算分析,并考虑了破损工况下的下潜体局部强度问题。计算结果表明:下潜体各舱室破损状态下的应力比健康状态下大,且下潜体艏部和艉部目标舱的应力比舯部略大,各目标舱中强扶强材、纵桁、横框架和横舱壁是应力较大的结构,在设计和建造时应重点考虑。     

小水线面双体船疲劳分析S-N曲线法研究

针对小水线面双体船,采用船级社提出的简化计算法、谱分析法和设计波法三种常用S-N曲线法进行典型节点的疲劳寿命计算。对各种方法的计算过程及结果进行比较,归纳它们之间的差异和计算过程中的关键点,还就小水线面双体船疲劳评估方法提出建议。     

基于有限元法的小水线面双体船结构优化

小水线面双体船结构复杂,需要有效的工具对其进行优化设计,在满足强度刚度要求的情况下控制结构重量.本文利用优化软件Altair.OptiStruct、Msc.Nastran、iSIGHT对一艘小水线面双体船结构进行了尺寸优化、形状优化、和拓扑优化.结构优化基于有限元法完成,以结构重量作为目标函数,结构应力作为约束条件.优化结果表明,通过选择适当的设计变量,能够在结构应力不超过规定上限的条件下使结构重量显著降低并达到最小值.     

小水线面双体船结构加强方式研究

本文介绍了小水线面双体船结构强度特点。并对小水线面双体船结构加强方式进行了详细研究，分别计算了舱壁板厚、斜板加厚、湿甲板加厚等十多种结构加强方式下的加强效果。从中找出最佳结构加强方式。     

片体间距对SWATH船横向波浪载荷的影响

小水线面双体船独特的片体结构使横向波浪载荷成为其最危险的波浪载荷.在小水线面双体船设计初期,片体间距的确定十分重要.本文根据工程中某小水线面双体船的相关资料,对其正常装载状态、满载状态和最大排水状态3种装载状态进行波浪载荷预报.采用三维频域计算方法,对不同片体间距的小水线面双体船进行波浪载荷预报,给出各横向波浪载荷分量的RAO值和长短期预报值,并将波浪载荷的长期预报值与ABS和CCS中载荷的规范值进行比较.通过比较不同片体间距小水线面双体船的载荷预报值,得到小水线面双体船片体间距对其波浪载荷的影响特性,为小水线面双体船的初步设计提供依据.     

小水线面双体船结构优化

本文对小水线面双体船结构优化设计方法进行了研究。以-570t外倾式小水线面双体船为结构优化对象,根据劳氏船级社特种船舶入级规范中的有关要求作为其约束条件,利用混合离散变量优化方法(MDOD法)对该船进行了结构优化设计。     

小水线面双体船全船应力分布的有限元分析

该文依据有关规范和文献,针对小水线面双体船的特殊外载及结构形式,用有限元法详细分析其全船及局部的应力分布规律,并计算出在不同载荷分布,不同结构形式,不同的加强措施下的应力分布情况及相应的应力值。     

小水线面双体船型线设计方法研究

本文在分析小水线面双体船(SWATH)型线特征的基础上,按横剖面形状对SWATH进行分类,并给出相关设计参数.在给定主尺度的情况下,首先生成初始的中横剖面,经修改至满意的形状后,生成初始的横剖面面积曲线和支柱厚度分布曲线,此时可改变曲线的型值点及首尾切向矢量来控制前体、后体形状及平行中体的长度,也可指定排水量和浮心坐标对曲线进行局部调整,按调整后的横剖面面积曲线和支柱厚度分布曲线便可插值生成一系列沿船长方向的横剖面,实现了数学船型的表达.针对其中最为典型和实用的圆弧直线形SWATH船,文中给出了详细的设计方法.利用objectARX,在AUTOCAD环境下进行了软件开发,实现了SWATH船型线的快速设计.该软件采用面向对象和设计模式的思想,具有良好的可扩展性.最后通过对一系列SWATH船的设计,证明了本文方法的正确性和软件实用性.     

Resistance and seakeeping numerical performance analyses of a semi-small waterplane area twin hull at medium to high speeds

The hydrodynamic analysis of a new semi-small waterplane area twin hull (SWATH) suitable for various applications such as small and medium size passenger ferries is presented. This may be an attractive crossover configuration resulting from the merging of two classical shapes: a conventional SWATH and a fast catamaran. The final hull design exhibits a wedge-like waterline shape with the maximum beam at the stern; the hull ends with a very narrow entrance angle, has a prominent bulbous bow typical of SWATH vessels, and features full stern to arrange waterjet propellers. Our analysis aims to perform a preliminary assessment of the hydrodynamic performance of a hull with such a complex shape both in terms of resistance of the hull in calm water and seakeeping capability in regular head waves and compare the performance with that of a conventional SWATH. The analysis is performed using a boundary element method that was preliminarily validated on a conventional SWATH vessel.     

新型小水线面双体船阻力和耐波性数值模拟分析（英文）

The hydrodynamic analysis of a new semi-small waterplane area twin hull(SWATH) suitable for various applications such as small and medium size passenger ferries is presented. This may be an attractive crossover configuration resulting from the merging of two classical shapes: a conventional SWATH and a fast catamaran. The final hull design exhibits a wedge-like waterline shape with the maximum beam at the stern; the hull ends with a very narrow entrance angle, has a prominent bulbous bow typical of SWATH vessels, and features full stern to arrange waterjet propellers. Our analysis aims to perform a preliminary assessment of the hydrodynamic performance of a hull with such a complex shape both in terms of resistance of the hull in calm water and seakeeping capability in regular head waves and compare the performance with that of a conventional SWATH. The analysis is performed using a boundary element method that was preliminarily validated on a conventional SWATH vessel.     

迎浪规则波中小水线面双体船纵向运动及波浪载荷非线性特性数值分析

基于RANS方程和VOF模型求解船体粘性兴波流场,开展了小水线面双体船(Small Waterplane Area Twin Hulls,SWATH)迎浪规则波中纵向运动及波浪载荷的非线性特性研究.通过数值计算结果与模型试验结果的对比分析,验证了文中方法的有效性;在此基础上,较为系统地分析了SWATH船的垂荡及纵摇运动响应、垂向加速度和波浪载荷的一阶及二阶量随入射波高的变化规律,指出SWATH船的运动响应及载荷与波高存在非线性的关系,尤其体现在响应共振区附近;相比于船体垂荡和纵摇运动,垂向加速度及波浪载荷的非线性特性更为显著.     

小水线面双体船减摇鳍的疲劳强度分析

针对某大型小水线面双体船两种连接方式的减摇鳍,即轴连接式和插入式减摇鳍,分别建立有限元模型,计算应力响应传递函数,确定减摇鳍疲劳累积损伤度,并对比两种类型减摇鳍的损伤结果特性。结果表明:减摇鳍与小水线面双体船下潜体相交各个部位热点应力较大,容易产生疲劳问题,且轴连接式减摇鳍的疲劳损伤比插入式的略为严重大,在设计和建造时应对这些部位重点关注。     

小水线面船触底搁浅强度分析研究

采用接触动力学理论,以MSC—DYTRAN为主要分析手段,仿真分析小水线面船触底搁浅过程,求出了典型小水线面船在触底过程中所受到的搁浅载荷、在搁浅载荷作用下的应力传播及分布规律、主要结构的强度性能,得出计算搁浅载荷的经验公式。