高速艇的铝合金船体结构

高速艇的铝金船体结构是当前一个热门话题。本文介绍了有关铝合金船体结构的基准、设计、建造方面的现状以及存在的问题。     

船体结构加筋板极限强度的影响因素

采用非线性有限元软件ABAQUS,应用弧长法对船体内部加筋板进行极限强度影响参数研究.分析不同的初始挠度大小、焊接残余应力大小、模型范围、边界条件、有限元网格尺寸、材料应力应变曲线和侧压力对单轴受压加筋板极限强度的影响.通过对加筋板计算模型的参数进行研究可知,侧压力的存在和结构的初始挠度大小会对加筋板的极限强度产生显著影响,该研究可为加筋板极限强度计算模型的正确选择提供参考.     

船体结构加筋板极限强度的影响因素

为了探究邮轮异型甲板结构的强度底数,针对邮轮剧院布置使用的非常规阶梯甲板进行极限承载力研究。

基于ABAQUS准静态方法计算阶梯甲板的极限承载力,确定结构的薄弱位置,并与常规甲板失效模式进行对比,同时探究甲板、纵骨、纵桁腹板以及纵桁面板厚度变化对结构极限承载力的影响,提出支柱加强和纵桁加强两种结构优化方法。

结果表明：阶梯甲板的失效主要发生在高度差最大的层交界处,极限承载力较常规甲板大幅下降,对应的压缩位移和塌陷深度明显增大;极限承载力会随甲板、纵骨、纵桁腹板以及纵桁面板厚度的增大而增大,其中纵桁腹板厚度变化的提升效果最显著;在结构薄弱位置增设支柱,或增大该处纵桁腹板高度能有效提高结构的极限承载力。

所做研究对指导现代邮轮特殊甲板的设计和优化具有重要意义。

     

内河高速船的新型船体结构形式--双向加筋板船体结构

本文通过对内河高速船的双向加筋板船体结构试验及计算分析的研究,为制订规范提出新型船体结构形式的建议.     

船体复合材料帽型加筋板渐进破坏分析

复合材料加筋板复杂的破坏过程与失效形式增加了应用难度。以面外均布载荷与面内压缩联合作用下的夹芯复合材料帽型加筋板为研究对象,在通过试验结果验证非线性有限元方法准确性的基础上,基于复合材料的hashin准则与胶层界面的最大应力准则展开渐进破坏分析,讨论了极限载荷、破坏模式及失效机理。采用有限元子模型技术对中段破坏区域建模,基于Shokrieh-Hashin准则进行局部破坏分析,讨论蒙皮的铺层损伤规律。结果表明:加筋板呈整体一阶屈曲破坏,极限载荷为316.8 kN;壁板下蒙皮的纤维压缩失效是导致加筋板整体破坏的原因;各铺层的面内失效规律基本相同,蒙皮的纤维压缩失效从外层逐渐向内层扩展,且扩展速率逐渐降低。     

船体复合材料帽型加筋板渐进破坏分析

复合材料加筋板复杂的破坏过程与失效形式增加了应用难度。以面外均布载荷与面内压缩联合作用下的夹芯复合材料帽型加筋板为研究对象,在通过试验结果验证非线性有限元方法准确性的基础上,基于复合材料的hashin准则与胶层界面的最大应力准则展开渐进破坏分析,讨论了极限载荷、破坏模式及失效机理。采用有限元子模型技术对中段破坏区域建模,基于Shokrieh-Hashin准则进行局部破坏分析,讨论蒙皮的铺层损伤规律。结果表明:加筋板呈整体一阶屈曲破坏,极限载荷为316.8 kN;壁板下蒙皮的纤维压缩失效是导致加筋板整体破坏的原因;各铺层的面内失效规律基本相同,蒙皮的纤维压缩失效从外层逐渐向内层扩展,且扩展速率逐渐降低。     

点蚀损伤下纵向受压船体加筋板极限强度计算

基于实船点蚀损伤勘验数据,通过有限元数值计算法分析了点蚀分布、深度和面积等点蚀特征参数对船体加筋板极限强度的影响规律,给出了以点蚀深度和点蚀面积双参数的点蚀加筋板极限强度公式。结果表明:在点蚀不穿孔且点蚀面积低于10%条件下,当点蚀面积和点蚀深度一定时,蚀点分布造成的船体加筋板极限强度最大波动值低于2%;点蚀面积和点蚀深度对加筋板极限强度的影响是交互非独立的;基于点蚀面积、深度给出的双参数加筋板极限强度计算公式计算精度较高,满足工程需要。     

船体板和加筋板的屈曲及极限强度研究综述

船体板和加筋板的屈曲及极限强度是船舶结构强度设计的重要内容,近年来研究成果颇丰,为了能够更方便地对其展开学习和研究,对近十几年来国内外钢质船体板和加筋板的屈曲及极限强度研究进展进行综述。主要叙述了静态加载范畴下的研究现状,分别按照试验法、数值计算法、解析法和综合性方法 4种不同研究方法,对完整结构和含有开口、裂纹、腐蚀、凹痕几种不同损伤的非完整结构,在承受单一载荷或联合载荷作用下的极限强度研究成果进行系统的概述,并介绍加筋板低周疲劳和动力屈曲的研究必要性和部分研究成果,讨论各研究方法的优劣性,对一些重要的定性研究结论进行汇总,指出6个需要进一步展开研究的问题。     

船体梁与加筋板极限强度可靠性设计

本文应用结构可靠性分析方法,分别以船体梁和船体纵向加筋板极限承载能力为失效模式,对船体结构进行了安全评估和可靠性设计。应用所开发的新的改进可靠性计算方法,计算了基本物理量的不确定性对船体结构极限强度函数统计特征的影响,同时结合所开发的用于直接估算船体梁和加筋板极限强度的荛用计算方法,确定出不同船体结构的失效概率和设计目标安全指数,推导了局部安全因子,可以进行船体结构的可靠性设计与再评估。     

船体板和加筋板的屈曲及极限强度研究综述

  目的  为记录和分析轴向受压加筋板的实际屈曲失效历程,开展基于三维数字图像相关（3D-DIC）方法的加筋板轴向受压屈曲失效路径试验研究。  方法  建立测量轴向受压加筋板的三维变形场方法,通过用有限元分析软件ABAQUS进行数值仿真计算,确定几种不同尺寸加筋板试件并开展加载试验,使用3D-DIC方法测量轴压加筋板屈曲失效全场位移和应变信息,获取轴压加筋板的屈曲失效路径。  结果  试验结果表明：在初始压缩阶段,加筋板局部各跨出现了屈曲鼓包,且数目会随着载荷的增加而逐步增多;在后屈曲阶段,加筋板承载能力逐渐降低而离面位移持续增大,板格的屈曲波形发展合并为最终的位移分布;加筋板最终的失效模式表现为板的整体屈曲失效和加强筋的扭转屈曲失效。  结论  采用3D-DIC方法试验研究轴向受压下加筋板的屈曲失效路径,所得结果可为加筋板稳定性数值计算方法的研究提供可靠的验证信息。     

含点蚀损伤船体加筋板在纵向压力下的极限强度

针对老龄化船舶结构上的点状腐蚀,利用非线性有限元方法进行计算,分析304个船体加筋板的极限强度,探讨带板柔度、加强筋柔度、腐蚀面积比和腐蚀深度比对纵向压力下含点蚀损伤船体加筋板极限强度的影响,拟合出点状腐蚀下船体加筋板极限强度折减公式并对其适用性进行验证,研究结果具有一定的工程参考意义和价值。     

双向正交密加筋板的极限强度预报

采用数值分析方法,对一系列单轴受压的双向正交密加筋板进行了有限元非线性计算。基于有限元数值计算结果和正交异性板理论,引入纵向加强筋的柔度λx 、横向加强筋的柔度λy 以及密加筋板的柔度β 这3个参数变量,提出了关于这3个参数变量的双向正交密加筋板极限强度预报公式。对3种类型加强筋的双向正交密加筋板的极限强度分析结果表明,预报公式结果与有限元计算结果的绝对误差很小,能准确预报双向正交密加筋板的极限强度。     

高速滑行艇的阻流板设计和流体力学分析

高速滑行艇在军事侦察等领域有非常重要的应用,本文重点针对高速滑行艇的流体动力学特性进行系统研究。阻流板是高速滑行艇进行流体力学调节的关键结构。本文基于计算流体力学CFD,结合有限元分析软件Fluent,对高速滑行艇和阻流板进行有限元建模、边界条件定义以及流体力学计算,对于改善高速滑行艇的设计水平有重要意义。     

滑行艇船体运动分析模拟的效用

滑行艇的水动力学与常规排水型船体不同,通常不适用于线性分析。因其航速高、倾角小及吃水浅,会产生明显的水动力和动态非线性。湿表面积的较大变化和喷雾射流的效应,正是应该包含在精确滑行建模中的两个因素。因此,非线性模拟已成为预报滑行动力的富有吸引力的方法。然而,由于参数范围较大,以及设计螺线时间有限,所以模拟方法在使用上受到限制。在计算机成为模拟的有效工具之前,用户应该了解特定设计的响应特性。通过采用现代动力系统分析方法,能够获得必要的信息。上述技术方法首先将物理系统近似为一组非线性常微分方程,然后应用综合分析方法来确定临界性能区域。介绍采用动力系统分析和模拟相结合的方法,检查了典型滑行船体的垂向运动,预报了垂直平面失稳和不安全运动区域,并利用滑行船体模拟器进行了研究。所叙述的实例只涉及恒速、规则波和不变的船底斜度,方法是很通用的。     

滑行艇船体性能的模型试验

利用长11．8m滑行艇船体的1：8缩尺船模，进行一系列的裸船体阻力试验。船模在静水、压载状态和一定的速度范围内进行试验。试验中测量了拖曳力、航行纵倾和下沉。其中船体浸湿面积和浸湿长度应用水下摄像确定。试验中还布置了能大量喷水的压力喷头，使船体表面不同位置均达到标准压力。应用拖曳水池中横向布置的电容探头测量波形，同时应用激光多普勒速度仪(LDV)确定船体的两个区域在几种航速下的边界层速度场。试验结果发现，船体尾部的压力较低，而邻近边界层外部的速度高于应用一般滑行理论的预报值。介绍船模、试验装置、测试步骤和测试数据实例。     

某艇船体改装的施工工艺

文章针对某艇船体改装工程, 经过有关专家分析, 制订了施工工艺, 仅供参考。     

双向密加筋板强度公式的推导及其修正

将双向密加筋板简化成正交异性板模型,通过对平衡方程的无因次变换,利用各向同性板的弯曲要素,求得正交异性板在均布载荷下的最大应力值。具体分析5种加筋板结构形式、2种加强筋类型和2种加强筋的尺寸。计算结果表明,文中提供的公式可以准确地对双向密加筋板的强度进行预报。     

冲击载荷下加筋板非线性瞬态分析

本文用半解析的方法分析了横向冲击载荷下加筋板的非线性瞬态响应。考虑膜力的存在，忽略筋截面上的剪切应力，引入板的应力函数，采用离散加筋板模型，运用能量原理建立加筋板的动响应控制方程。假设挠度为双级数形式，运用迦辽金法，将加筋板的动响应方程转化为一个多自由度的动力系统，采用数值方法来求解。本文最后给出了几个模型的计算结果。