船舶底边舱折角处结构优化设计

船舶底边舱位置长期受到波浪冲击载荷的作用,为了保证底边舱折角位置的结构极限强度和疲劳强度,在进行结构设计时必须要保证腹板、面板等结构件的强度准则。本文基于有限元分析技术进行船舶底边舱折角位置的结构优化设计,介绍优化流程,分别对折角处板材等结构进行设计,最后结合有限元仿真软件Workbench进行了强度仿真。     

阿芙拉型油船底边舱折角结构形式对比

针对阿芙拉型油船底边舱的压弯型上下折角,疲劳强度不满足规范要求的问题,结合其结构形式特点,考虑采用增加板厚、变换圆弧半径和增设肘板3种加强方案,对比分析表明,增加纵向结构板厚是改善各热点疲劳年限最直接的方法,圆弧半径增大对整体疲劳强度不利,增设肘板对压弯型上折角的疲劳强度比较有效.     

CSR散货船底边舱折角处结构疲劳设计

以82000吨级CSR散货船为例,利用大型通用有限元软件MSC/Patran&Nastran,以及英国劳氏船级社ShipRightSDA软件为平台,根据不同结构形式在三舱段有限元分析下不同的响应结果,对船舶内底板和底边舱斜板折角处的热点进行疲劳强度分析。根据几种方案下计算结果的对比,优化设计方案并对该处疲劳强度设计方案提出合理建议。     

复合材料箱型基座结构静动态特性试验研究

以原钢质基座为对象,提出了一种箱型复合材料基座模型,根据该基座的承载应用要求,设计了适用14.7t大载荷加载的基座静/动态特性试验测试方案,针对复合材料基座和原钢质基座开展静刚度试验、空载振级落差试验、加载条件下的频响试验,对比分析了两种基座的静/动态性能。试验结果表明:所设计的复合材料基座的静刚度与原钢质基座相近,在0~1000Hz范围内,横向振级落差提高4.2dB;垂向振级落差提高2.3dB,且复合材料基座具备优异的高频损耗特性。     

复合材料层合结构悬臂梁振动特性试验

以复合材料层合结构悬臂梁为研究对象,推导层合结构悬臂梁振动特性公式,计算层合梁的低阶固有频率。采用电测和光测两种试验方法,对复合材料层合结构悬臂梁的振动特性开展研究,并分析不同测试方法、传感器类型、测点数量、激励方式等对测试结果的影响。将理论与试验相结合,得到一种可应用于复合材料层合结构悬臂梁振动测试的试验方法。综合比较电测法与光测法中所有悬臂梁振动测试的试验方法,研究结果表明采用光纤式激光测振仪为优选。光纤式测振仪光学头与被测试件的垂直距离为0.5 m,采用锤击瞬态激励方式的采样时间为5 s,由该方法测量取得的悬臂梁振动试验数据误差最小。     

油船底边舱下折角结构加强多方案优化设计

协调共同规范(CSR-H)对油船货舱区底边舱下折角细网格直接强度分析和精细网格疲劳强度分析提出了强制要求。以某大型油船货舱底边舱下折角有限元计算为例,探讨了四种货舱区底边舱下折角结构加强方案,为后续符合CSR-H规范的油船底边舱下折角结构设计提供参考。     

ZF结构阻尼复合材料研究

介绍了一种阻尼性能良好、强度高、耐水性好、耐海水冲刷的结构阻尼复合材料，可用来制造舰船的一些典型的振动构件，抑制其振动和辐射噪声。     

陶瓷/液舱复合结构抗侵彻机理试验研究

为探讨EFP战斗部的防护方法,文章根据陶瓷材料和液舱结构的抗侵彻机理,提出在舰船防护液舱前增设抗弹陶瓷材料层抵御大质量弹丸的侵彻,设计了1/10缩尺的防护液舱结构模型,开展了3类陶瓷/液舱复合结构抗侵彻试验研究,分析了弹体、液舱前、后面板的破坏模式和侵彻过程以及复合结构的抗侵彻效能.结果表明:弹体主要发生墩粗-侵蚀破坏;液舱结构前面板的破坏分为剪切冲塞(花瓣开裂)、碟形变形、薄膜鼓胀和失稳凹陷四个阶段;后面板的破坏随板的厚度而变化:后板较厚时发生剪切冲塞,较薄时发生花瓣开裂;初始压力峰值远远大于空化载荷峰值,但空化载荷对结构的破坏起着主要作用.     

公路岩体软弱结构面抗剪强度参数试验研究

对秭归风茅公路主干线聚集坊～郭家坝镇段主要岩体软弱结构面的抗剪参数进行了较系统的试验研究,包括岩体软弱结构面的野外简要调查、岩体软弱结构面现场原位试验、岩块与结构面室内模拟试验及岩体力学参数经验估值等,通过对各种试验数据进行整理、分析和对比,并考虑岩体所处具体地质条件,给出了各种具有代表性且工程安全性较差的岩体软弱结构面的抗剪强度参数建议值。     

TIG熔修对船体结构抗裂性能试验研究

采用TIG熔修和焊缝打磨技术,提高环肋圆柱壳板承受水下爆炸冲击载荷的能力和改善结构破坏方式.通过水下爆炸试验,分析TIG熔修和焊缝打磨提高结构抗动态撕裂能力的原因.试验结果表明,TIG熔修对焊缝及热影响区的金相组织,硬度和低温冲击韧性没有显著的影响;TIG熔修和焊缝打磨大幅度提高结构的抗动态撕裂能力,特别是结构在动态冲击载荷下塑性变形的能力;其根本原因是TIG熔修和打磨降低了焊趾处的应力集中状态.     

复合材料桅杆抗空爆性能研究

采用等效分析方法模拟复合材料桅杆上夹层板结构在空中非接触爆炸载荷下的毁伤形式,根据模拟海战设置工况,计算得到桅杆在空爆载荷下的动态响应,并由所得数据统计出了不同爆距下的抗冲击极限.同时,改变桅杆材料构成,优化结构形式,提高桅杆抗爆性能.为复合材料桅杆抗空爆性能的研究提供了参考,并为桅杆结构的设计提供了理论依据.     

折角型玻璃钢渔船线型设计方法研究

在分析各种船型设计方法的基础上,提出了一种更适合折角型玻璃钢渔船线型变换的设计方法,扩展了传统的母型改造法。特点是在给定母型的型值、柱长Lpp、型宽B、设计吃水T以及设计船的主尺度和主要要素后,就能变换出满足要求的设计船,而不依赖于母型船的横剖面面积曲线,不用保证船舯剖面系数相同,且还能确保折角线的光顺性。通过几条实船的线型设计,证明了该方法的先进性和工程实用性。     

直立式岸壁折角处泊位长度优化研究

随着船舶大型化的发展,运用《海港总平面设计规范》中直立式岸壁折角处船长系数计算大型码头泊位长度时,易造成一定的岸线资源浪费。在原规范制定思路的基础上,分析和推导了在不同角度、不同船型、不同靠泊状态下直立式岸壁折角处船船(岸)间距与船舶尺度的关系和规律;细化了折角处不对称靠泊情况下的船长系数取值。同时,结合实际操船经验对大型船舶在不同折角情况下的船长系数进行优化和修正,在保证船舶操船安全的前提下,适度减少折角处泊位的富裕长度,达到节约岸线资源的目的。     

大跨度复合材料机库门抗核爆冲击设计及等效试验

[目的]针对大型水面舰艇机库门轻量化的迫切需求,以抵抗核爆冲击波载荷作用为背景进行结构优化设计,并对局部模型进行抗核爆冲击波等效试验验证研究。[方法]从核爆冲击波下门体的受力特性出发,同时利用纤维增强复合材料质量轻、强度高的特点,主体以格栅式夹芯复合材料为轻量化承载结构,采用纤维桩、燕尾槽作为复合材料与钢构件之间的连接,完成大跨度复合材料机库门方案设计。在此基础上将冲击波载荷等效为静载荷,针对6 m跨度的大尺寸复合材料局部模型进行实验方案设计,并完成大载荷的等效承载实验。[结果]结果显示,复合材料轻量化方案相较于钢质结构方案减重可达30%以上,同时仿真分析及等效实验结果表明,大跨度复合材料门体具备抵抗相应标准要求下的核爆冲击载荷作用的能力。[结论]所研究的大跨度复合材料门体具有减重效果明显、承载能力强等特点,该方案是一种可行的大型水面舰用机库门轻量化方案。大跨度复合材料机库门原理样件的等效承载实验方法及实验结果,对后续大尺度复合材料上舰应用具有一定的参考价值。     

抗风浪浮码头试验研究

针对现有传统浮码头抗风浪能力不足的问题,进行原因分析。提出一种新型抗风浪浮码头方案,其设计思路是将浮码头存在过程分为正常工作与防御风浪两种工作状态,采取设置抗风浪滑动槽、工作约束和人字锚系统等关键措施,既保证其正常工作要求,又具有较高抵御风浪能力。对设计方案进行了模型试验验证,并提供确定关键参数的原则和方法。该方案为有效提高浮码头在海洋环境中的生存适应能力、发挥浮码头技术优势提供一种解决方案和技术支持。     

钢护筒-钢筋混凝土结构抗拉弯性能试验研究

对于大尺度(几何尺寸大于1.5m)钢护筒-钢筋混凝土组合结构,钢护筒-钢筋笼-混凝土之间的工作机理对其结构力学性能的影响极大,特别是横向荷载下组合结构的抗弯性能。为探索和计算这类组合结构抗拉弯性能,按几何比例1:13对C30混凝土制成的钢筋混凝土试件和不同钢护筒厚度的钢护筒-钢筋混凝土组合试件开展模型试验研究,获得不同横向荷载时试件的抗拉弯承载力变化规律,及其试件应力分布和挠度变化规律。     

复合材料结构赛艇

目前国内外使用的赛艇有木质与复合材料结构两种类型,由于复合材料赛艇比木质艇性能指标先进,具有明显的优越性,已成为当今的主流和发展方向。过去我国只能生产木质的赛艇,我国运动员参加重大的国内、外比赛都需要从国外进口赛艇,花费大量外汇。国家体委已规定从1990年起不再     

散货船底边舱下折角疲劳细节分析研究

本文基于HCSR规范中的疲劳强度计算评估方法,通过NK PrimeShip-HULL 4.3.0有限元分析软件建立某61000t散货船的三舱段有限元模型并细化其底边舱下折角,对散货船2,3舱底边舱下折角疲劳进行分析计算,对比分析CH2疲劳寿命相比较CH3更严厉的原因所在。对于散货船底边舱下折角设计及其疲劳强度校核有一定的参考作用。     

纤维增强复合材料夹芯结构抗高速破片侵彻数值模拟

为防御高速破片侵彻,设计以玻纤为面板、PVC泡沫与高强聚乙烯为芯层的复合结构,利用数值方法研究其抗侵彻性能,分析破片侵彻过程以及探讨破片速度、PVC泡沫和高强聚乙烯在芯层中的位置及其对复合结构抗弹性能的影响。结果表明:破片侵彻过程中,前置玻纤发生剪切破坏;PVC泡沫若在高强聚乙烯前发生剪切破坏,在高强聚乙烯后发生压缩破坏;高强聚乙烯发生剪切和拉伸破坏,后置玻纤发生拉伸破坏。结构吸能随破片速度增加而增加;PVC泡沫要置于高强聚乙烯纤维后才能够充分发挥PVC泡沫压缩吸能特性。     

海底管线抗液化试验研究

地震时砂土液化是造成海底管线大量破坏的主要原因之一。国际上的专家对地震液化情况进行了大量的试验和分析，得出了很多有价值的结论。现在已经有多种抗液化措施应用于实际工程，防止地震砂土液化对海底管线造成严重破坏。地震砂土液化情况下，海底管线的主要破坏形式是管线上浮。提出用翼形板加固管线进行抗液化的新措施，并通过振动台的对比试验验证了新措施的可行性。对实际工程具有重大意义。