船用主轴法兰连接的有限元分析

针对某实船主轴的铰制螺栓法兰连接,采用有限元软件MSC.Marc对连接件进行三维实体有限元模拟分析,研究船用主轴在工作载荷下的工作工况。通过计算得到铰制紧配螺栓法兰连接在螺栓预紧力、螺栓过盈和主轴扭矩推力的影响下各部件的应力和变形情况。计算结果显示:法兰连接中最大应力出现在螺栓中;法兰上的应力水平并不高,且法兰盘上铰制孔到法兰盘边的应力较小。     

船用大扭矩轴系连接液压螺栓的结构强度及抗冲击性能校核分析

液压螺栓在船舶轴系中用于连接轴系法兰,是船舶推进轴系的重要组成部分,其结构强度及抗冲击性能对轴系的性能有重要影响。分析结果表明:正常工作环境条件下轴系法兰上所有液压螺栓的套筒与螺杆的最大应力均在许用范围内,在受到冲击情况下所有液压螺栓的套筒与螺杆的应力与剪应力也在许用范围内,即液压螺栓的结构强度及抗冲击性能满足要求,不存在应用风险。     

三峡升船机对接密封框C形止水压板加固工装与检修平台设计

为了解决三峡升船机对接密封框C形止水压板连接螺栓出现断裂及止水检修维护不便的问题，建立C形止水压板及连接螺栓在不同运行工况下的力学模型，根据对螺栓强度的校核分析结果可知，泄间隙水过程中，C形止水压板连接螺栓所受拉应力大于材料的许用拉应力。根据分析结果并结合现场设备的结构布置特点进行C形止水压板加固工装的设计，经安装使用验证螺栓受力满足设计要求，同时设计1套C形止水检修平台，满足快速检修更换需求，解决了实际工程问题。     

反应堆压力容器的应力分析

反应堆压力容器在异常、事故工况下承受包括自重、负载、内压以及地震等载荷,本文拟采用反应谱法对反应堆压力容器进行应力计算,由模态自振频率分析知,反应堆压力容器的一阶固有频率大于33Hz,所以最终采用等效静力法对反应堆压力容器进行应力计算,同时对底封头、筒体、出入口接管段、法兰段、顶盖等主要部分进行应力分析,对法兰密封连接螺栓进行校核,从而证明了反应堆压力容器结构安全,同时也为不同结构的压力容器应力分析提供参考。     

冲击载荷作用下预紧力螺栓强度特性研究

对冲击载荷作用下的预紧力螺栓进行强度分析,对比分析螺栓联接结构在横向冲击和纵向冲击以及不同预紧力和不同冲击载荷工况下的螺栓强度和结构响应,验算了某舰用汽缸在冲击载荷作用下的螺栓强度。研究表明,螺栓联接在冲击载荷作用下,螺栓的应力响应随着预紧力的变化而变化,且受剪螺栓的预紧应力在其材料屈服极限的40%左右时,其强度最大;受拉螺栓的强度会随着其预紧力的增大而变薄弱;同时受剪拉作用的螺栓,当预紧应力在其材料屈服极限的40%左右时,其强度最大。     

法兰与螺栓相对刚度的探讨

以不同型号的螺栓与不同厚度的法兰连接为例,计算不同法兰厚度下的各种螺栓连接的相对刚度,分析讨论合理的法兰和螺栓连接的相对刚度值,从而推荐设计中优先选取的螺栓与法兰板厚配合,以便实际设计分析中能根据具体情况快速准确判断螺栓受力情况。     

深水立管法兰接头的有限元分析

针对深水立管法兰式接头,提出一种确定螺栓预紧力的方法,并采用有限元法对其进行了强度分析。考虑到接头的几何不对称性,采用三维整体建模,通过ANSYS软件的预紧单元模拟螺栓的预紧行为,使用接触单元模拟各部件之间的相互作用。按照API规范对接头的等效膜应力、等效弯曲应力与许用应力进行校核。在接头整体分析的基础上,建立螺纹的二维轴对称模型,进行局部应力分析。计算中使用参数建模法,法兰接头、螺纹的几何尺寸、材料性质和载荷等均可方便地更改。     

螺栓连接的双体游艇扭转强度有限元计算研究

针对船体结构中的螺栓连接问题及双体船扭转强度问题,探讨了螺栓连接的模拟方法、有限元的力学计算模型及计算方法。利用大型有限元软件MSC.patran/nastran按现行规范对一艘采用螺栓连接的铝合金双体游艇进行了实算和强度校核,得到了螺栓处节点载荷并运用第四强度理论对螺栓进行了校核。计算结果表明,计算方法是可行的,计算模型是合理的。     

一种基于板架模型的三体船连接桥结构瞬态砰击响应的分析方法

三体船连接桥的砰击问题一直是水动力领域的难点问题.为有效减少砰击载荷作用下动态响应峰值的计算量,本文基于板架模型,提出一种借助等效静力系数的三体船连接桥结构的砰击响应分析方法.首先,通过对三维板架结构进行入水砰击的结构瞬态响应分析,将直接积分法和模态叠加法两种方法进行比较分析,选取更合适的方法进行动力响应计算;其次,通过改变计算参数,分析了边界条件和时间效应对板架应力峰值和等效静力系数的影响;最后,与三体船分段模型的计算结果进行对比,验证了借助简化模型得到等效静力系数法的可行性.本文的计算结果及相关结论能够为后续准确分析连接桥局部结构的砰击响应、合理关注连接桥的高应力位置及屈服强度的评估提供参考.     

震源船锚机基座及支撑结构强度直接计算分析

针对某型震源船,建立艏部锚机基座及支撑结构的局部有限元模型,参照相关规范要求,对基座及支撑结构的局部强度进行计算分析。计算结果表明：在基座固定锚机的螺栓处以及锚链筒与甲板连接处产生较大的应力,该部位结构在设计中需特别注意。     

船用柴油发电机组螺栓连接基座强度和疲劳寿命分析

为了保证船用柴油发电机组螺栓连接基座长期运行的可靠性,需对基座强度和疲劳寿命进行分析研究,并对螺栓连接基座进行有限元建模,计算螺栓连接基座静强度。该文基于VDI 2230标准对基座螺栓进行强度计算,依据实际振动测试基座载荷和额定工况载荷,分别计算螺栓连接基座在运行工况中的响应振动特性,分析其疲劳寿命。结果表明：有限元计算螺栓连接基座静强度满足要求;基于VDI 2230标准计算的螺栓强度满足要求。根据两种方法响应计算表明：20年的安全运营期内,螺栓连接基座均不会发生疲劳失效。     

内河船舶联轴器法兰普通连接螺栓校核分析

针对钢质内河船舶尾轴联轴器法兰普通连接螺栓断裂故障,利用机械工程对联轴器法兰普通连接螺栓的理论计算和校核方法,分析了螺栓预紧力和摩擦力矩,提出了螺栓选型改进建议,为船舶设计和审图提供了参考。     

轴法兰螺栓安装失效机理分析

某船在安装过程中发现轴法兰螺栓联接副存在不同程度的咬合。通过现场检查和计算分析,确认螺栓安装失效机理在于加工孔时刀具装夹不正,造成轴法兰沉孔的平面度超差,在对螺栓施加拧紧力矩时,螺栓联接副接触应力超过轴材料屈服强度,从而形成咬合。本文以经典计算和有限元计算作为支撑,揭示了形位公差对螺栓联接的影响,通过控制螺栓联接副的形位公差,同时建议采取适当的防咬合措施,可避免螺栓在安装时发生失效。     

基于接触理论的法兰式液压联轴器结构强度分析

为了对某型船用液压联轴器进行改进设计,基于非线性接触理论,建立该型船用法兰式液压联轴器接触有限元分析模型,分别对其装配过程及最大负载工况进行结构强度分析,计算得到各工况下联轴器的应力分布。计算结果表明,该液压联轴器结构强度满足设计要求,但在外套内孔法兰端尖角处出现应力集中的现象。     

等效舵杆法兰铰孔螺检的可靠措施

修船，尤其是事故修理和应急修理，时间一般都很紧迫。由于各种原因，舵杆及其联接法兰因变形过大而需新造。但是，现行的修造船规范规定；对法兰设键的主要承受弯矩的悬挂舵，除其法兰连接螺栓可为非绞制螺栓外，其它至少应有4个铰孔螺栓，采用铰孔螺栓，对于仅修理舵系的船舶来讲，一般需延长修理时间1－2天，这对于时间紧迫的船来说，显然是十分不利。那么，是否可以采用其它简易可靠的途径来等效铰孔螺栓或键呢？     

水下非接触爆炸冲击下舱段模型的仿真分析

水下非接触爆炸冲击波容易引起舰船局部结构的大变形或破损。本文以舱段模型为基础,分别修改外底板板厚、增加强肋骨和龙骨数量得到了3种新的舱段结构模型。使用ABAQUS软件对各舱段水下非接触爆炸冲击下的动态响应进行仿真计算,对外板塑性变形、内底及各层甲板应力和加速度峰值进行分析和对比。结果表明:在本文的工况下,增加强肋骨数量能明显减小舷侧塑性变形;增加外底板厚度能提高舱段底部抗冲击性能;增加龙骨数量能减少船底板变形,但会增加舷侧变形及各甲板应力和加速度。     

水下非接触爆炸冲击下舱段模型的仿真分析

水下非接触爆炸冲击波容易引起舰船局部结构的大变形或破损。本文以舱段模型为基础,分别修改外底板板厚、增加强肋骨和龙骨数量得到了3种新的舱段结构模型。使用ABAQUS软件对各舱段水下非接触爆炸冲击下的动态响应进行仿真计算,对外板塑性变形、内底及各层甲板应力和加速度峰值进行分析和对比。结果表明：在本文的工况下,增加强肋骨数量能明显减小舷侧塑性变形;增加外底板厚度能提高舱段底部抗冲击性能;增加龙骨数量能减少船底板变形,但会增加舷侧变形及各甲板应力和加速度。     

均布压力作用下加筋板结构局部补强分析

采用有限元分析方法分析对局部腐蚀的加筋板结构分别采用焊接、粘接补板的方法进行局部补强后原始结构和补板的强度;研究局部补强后加筋板结构的强度与补强方式、贴板厚度等参数之间的关系,计算不同补强方式、不同厚度的贴板补强后结构的最大应力值;对比缺陷区域最大应力值的大小,分析补强方式和贴板厚度对补强效果的影响。分析表明,局部补强后加筋板结构缺陷区域的最大应力值随着补强板厚度的增加而逐渐减小,但补强板的存在并未明显改变补强区域与原加筋板结构连接边界处的应力分布趋势,且使用相同厚度的补强板时,粘接补强的效果要明显好于焊接补强。     

船舶撞击荷载下桩基-重力式复合结构连接节点响应分析

桩基-重力式复合结构的连接节点处受力集中、应力大,且两种材料之间的连接,是该结构最关键和薄弱的部位。利用ABAQUS软件建立桩基-重力式靠船墩模型,分析连接节点在船舶撞击荷载下的响应,并研究不同因素的影响。结果表明,在船舶靠泊撞击荷载下,桩基-重力式复合结构前排连接节点的位移和受拉损伤系数峰值略大于后两排,最大主应力峰值出现在前排桩与沉箱连接节点前侧。桩的埋入深度应不小于1倍桩径,当埋入深度超过1倍桩径后,增大埋入深度对改善连接节点受力特性效果不明显;增大桩径尺寸是改善连接节点的受力特性最有效的措施,提高沉箱高度是改善连接节点的受力特性较为经济合理的措施。同时,可设置构造措施提高连接节点的承载力。     

JU2000E自升式钻井平台桩腿TKY节点 焊接残余应力分析

Ju2000E自升式钻井平台的桩腿TKY节点由于焊接结构复杂,各构件采用高强度大厚板,焊缝多且不规则,焊接残余应力分布复杂,对其评估焊接残余应力非常困难。如今焊接残余应力表面测量配合应力计算是最有效的方法,本文采用一系列的高效计算方法实现了桩腿TKY节点焊接残余应力的高效计算,并通过X衍射法和小孔法验证了计算的可靠性,同时通过计算机模拟软件建立的三维实体模型分析了该结构的应力分布特征。计算结果表明,整个模拟件各方向的峰值拉应力出现在半圆板焊接区域表层,特别是焊趾位置呈现较大的应力集中,而焊缝材料的屈服强度相对半圆板材料屈服强度低,故焊缝区域的各方向拉应力幅值稍低于半圆板焊接区域;整个模拟件各焊缝区域从外到内部的等效应力呈现300-600MPa的较大应力,靠近半圆板的焊趾位置出现较大应力集中,等效应力达到600MPa以上。