水下工程耐压结构安全系数可靠性计算

根据水下工程结构承载的特点和影响安全系数的各主要静态因素的随机分布,对应力和强度正态模式中的可靠性安全系数公式进行简化,并针对水下工程典型舱段结构和基本安全系数进行可靠性计算,为实际工程结构确定性安全系数的制定提供了参考方法和依据。     

基于正态分布的壳体强度可靠性分析

论文分析了强度和应力均服从正态分布的某壳体结构的强度可靠性。首先对壳体建模,然后分析计算出其最大应力和平均应力。应用了可靠性理论对壳体强度进行了可靠性分析,分析了安全系数和变异系数对可靠度指标的影响规律。     

单点系泊系统的回转支承力学性能分析

单点系泊系统的回转支承(三列滚子)在轴向载荷、倾复力矩和径向载荷的耦合作用下,极易产生较大的应力和变形,严重地影响单点系泊系统的安全性、可靠性,因此须对回转支承进行力学性能分析,但目前尚不能直接使用通用的滚动轴承计算方法。现根据回转支承的结构和受载特点,应用经典理论方法及有限元方法,分别建立1/2回转支承和1/4受载最大滚子的有限元模型,研究回转支承在极限工况下的接触力、变形、接触应力分布状况及接触强度安全系数。结果表明,有限元计算结果与理论计算结果误差小于15%,吻合良好,验证了有限元模型的合理性及仿真计算结果的可靠性。各列滚子的接触强度安全系数均大于选用安全系数2.5,满足回转支承要求。     

三体船屈服强度的可靠性研究

[目的]三体船作为一种高技术新型船舶,需要特别关注其结构强度问题。传统的数值方法是以确定性的方法进行分析,然而作用在船体上的载荷、结构形式和材料性能等随机因素均具有不确定性,因此需采用可靠性的方法来计及这些随机因素对船体强度的影响。[方法]将三维势流理论与船体强度直接计算相结合,得到三体船某特殊结构单元von Mises应力的短期时历分布,进而得到应力的长期分布和序列统计的极值分布。综合单元极限强度和载荷要求,列出极限状态方程,得到可靠性指标。对典型结构的失效概率、安全系数进行计算,并对一些随机变量进行影响分析。[结果]研究表明:三体船连接桥处应力集中系数较大,安全系数为0.86,而由于甲板的中和轴较高,甲板安全系数为2.4,材料不确定性对可靠性指标的影响更大。[结论]提出的三体船屈服强度可靠性研究方法可为后续三体船优化提供良好的数据支撑。     

基于Excel VBA的极限平衡分析程序

基于Excel软件的VBA平台,采用二维的极限平衡分析方法,开发了一个计算码头稳定性的二维边坡稳定分析程序LOSSAP.采用实例验证了程序的可靠性.最后对一个实际码头进行了分析,给出了稳定安全系数.     

船用柴油机曲轴疲劳分析方法研究

分别采用简化法、协同法对某船用柴油机曲轴进行疲劳分析,根据FKM标准建立疲劳分析模型,在进行曲轴疲劳计算时,均考虑应力梯度、平均应力、加工工艺、可靠性等因素的影响。计算所得曲轴疲劳安全系数和应力幅值表明,简化法计算出的最小安全系数和应力幅值略大于协同法。     

上层建筑在起吊冲击载荷作用下结构强度分析

以10.5万t油船为例,根据电机启动特性,运用MD/Nastran软件瞬态分析方法,对上层建筑在起吊瞬间各种不同工况下的动态响应进行计算,并对上层建筑平稳吊装过程中的应力进行计算。通过对比这2个阶段的结构应力,检验目前使用的上层建筑吊装安全系数的可靠性。     

基于风险的海洋立管疲劳安全系数计算分析

立管疲劳安全系数的取值依据构件对于结构完整性的影响以及它的可检测和可维护性。本文引入了一种基于风险的疲劳安全系数的方法,给出了立管波致疲劳与VIV疲劳的安全系数计算流程,筛选了用于计算波致疲劳和VIV疲劳的随机变量,完成了一根SCR立管进行了安全系数的计算。结果表明,波致疲劳的安全系数结果与传统的方法较接近,但是对于VIV疲劳,基于风险的疲劳安全系数与斯托哈尔数等统计参数的取值有关。     

双碑嘉陵江大桥非线性稳定分析

为保证双碑嘉陵江大桥结构的安全,对该桥进行非线性稳定分析。采用ANSYS建立全桥有限元模型,考虑梁柱、大位移、斜拉索垂度等几何非线性因素,采用弹塑性分析中的各向同性强化模型考虑材料非线性,材料本构关系选用双折线模型。分析结果表明：该桥的稳定性满足规范要求,考虑几何非线性的结构稳定安全系数和仅考虑线弹性的结构稳定安全系数差别不大;考虑材料非线性的结构稳定安全系数大概是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.4倍左右;考虑几何与材料双重非线性的结构稳定安全系数是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.3倍左右。建议非线性稳定的安全系数参考结构丧失承载能力的安全系数的计算方法。     

耐压厚壁筒结构的可靠灵敏度分析

影响耐压厚壁筒结构安全可靠性的因素颇多,而这些因素大多都具有或多或少的不确定性,因此,利用结构可靠性方法来研究这些结构的安全性越来越受到科研工作人员的关注.在进行这些结构的可靠性分析时,由于各因素对结构失效的影响程度不同,因此关于各个因素对结构可靠性影响大小的研究具有重要的意义.本文利用结构可靠性计算的直接积分法和灵敏度计算的最新成果,对压力厚壁筒的灵敏度进行了计算分析.计算结果表明,耐压厚壁筒结构屈服应力和工作压力的微小波动对耐压厚壁筒结构失效的影响比其它三个因素的影响大得多,其所占的百分比分别为41.60%、29.01%,故建议在设计、制造、使用时,要严格控制这两个因素的变化.本文的理论研究和实际结构的计算研究对压力厚壁筒结构的设计、制造、使用具有较大的理论意义和实用价值.     

玻璃钢双体游艇结构可靠度设计

可靠度设计可以较为真实地反映结构安全状态,现已成为结构设计的重点方法之一。本文以一艘玻璃钢双体游艇为例,通过频域水动力分析确定其最危险航行工况,进而对研究对象进行结构应力分析与可靠度计算。在满足可靠度安全要求的基础上,通过改变艇体铺层厚度对双体游艇进行轻量化设计。设计结果显示轻量化效果达到29.1%,优化设计结果良好。该种基于可靠度的设计方法对复合材料船艇结构设计具有一定的参考价值。     

分项系数法在连杆结构可靠性设计中的应用

分析连杆在柴油机运转过程中的受力情况,阐明分项系数法在连杆结构可靠性设计中的适用性,并通过计算和比较得出该方法在连杆结构可靠性设计中的合理性,拓展分项系数法的应用范围,对类似部件的结构可靠性设计有一定的借鉴意义。     

满足稳定性的船舶板架结构的可靠性分析

以I型截面为例，考虑屈服应力和外载荷为随机变量，并满足稳定性条件下，对板架结构进行可靠性分析。采用随机有限元法求解非线性安全余量可靠性指标及失效模式间的相关关数，为满足稳定性的板架结构的可靠性分析提供一个合理方法。最后，通过板架结构的可靠性算例，说明分析的有效性。     

海船结构的总纵强度可靠性分析

本文在研究船舶结构总纵度强度的外载荷和结构能力的概率模型的基础上,应用结构可靠性原理中的全概率法和改进的一阶二次矩法编制了计算程序。通过对5艘实船的计算,分析了这些船舶的实际安全水平,特别,根据ZC规范要求的最小强度的最大载荷作了可靠性分析,得出了这5艘船的最低安全水平。在改进的一阶二次矩法计算的基础上,给出一种与传统的确定性设计方法形式相似但比其更为精确的安全设计条件及其相应的强度减小因子和载荷放大因子计算方法,供结构直接设计强度校核所用。     

大型薄膜型LNG船结构开发设计

在大型薄膜型LNG船的结构设计中,既要符合规范要求,又要满足船级社和船东的众多技术要求。在开发设计阶段,为满足船体结构强度、疲劳寿命和振动特性等技术要求,进行了针对性的计算和优化工作,为结构设计的合理性、安全性和可靠性提供依据。该开发设计工作为后期的详细设计和改进提供了技术保证。     

Calibration of safety factors for offshore wind turbine support structures using fully coupled simulations

The offshore wind industry experienced a boost during the last decade in terms of size of wind farms and rated capacity of the wind turbines: towers are getting taller and blades are getting longer, constantly facing new and complex challenges. Because of the relative immaturity of the wind industry, and the fact that the offshore design standards stemmed from the oil and gas industry, it is generally acknowledged that the reliability levels achieved, although not very well understood, might result in partial safety factors not optimal for OWT. This paper addresses this situation by studying the reliability levels delivered by the current standards and assessing the validity of the safety factors through a reliability-based code calibration. The combination of the low probability of failure imposed on the design of OWTs and the computational cost of the aero-elastic time-domain simulations brings out the need to develop new approaches for reliability analyses. In this paper, the reliability analysis is performed using a Kriging surrogate model to approximate the load-effect from the aero-elastic simulations converting expensive-to-evaluate limit state functions to explicit functions. Subsequently, a calibration of the safety factors is carried out using the probabilistic models from literature. The approach is applied to an industry-reference turbine and support structure. The results showed very low probabilities of failure for the most severe design cases and confirm that the safety factors from the IEC are mostly adequate.     

基于电气元件性能的设计探讨与实践

电气设备控制原理设计应确保可靠性和安全性,结合船用条件对部分电气元件性能偏差导致的故障案例进行探讨,总结电气控制原理设计的基本原则,为业界同行进行控制原理设计时关注元件性能影响提供借鉴,以提升设计的可靠性和安全性。     

某舰船武器应急发控系统供电电源硬件设计研究

文章针对某型舰船武器应急发控系统供电电源的功能需求,在可靠性分析的基础上,设计了电源模块功能及可靠性设计措施,采用技术成熟的PFC（主动式功率因数校正）、高速MOSFET管驱动谐振式开关电源,采用LLC谐振式结构,降低了开关变压器和MOSFET管的损耗,供电电源的效率可达90%以上,提高了舰船电网的利用率。     

基于遗传算法和可变多面体算法的耐压结构混合优化

水下结构设计的主要任务是如何进行结构优化,在保证水下结构安全可靠性的前提下减轻结构的自重.本文根据水下结构强度和稳定性要求,以遗传算法(GA)和可变多面体算法(SM)作为子算法构造了水下结构优化设计的混合优化策略,并应用于圆柱形耐压结构的优化设计,计算结果对于水下结构设计计算具有指导作用.