总纵强度耦合作用下船体板架振动计算

船体在海上营动时，船体产生中拱状态弯曲和中垂状态弯曲，所以船体板架是处在复杂弯曲状态，以往船体板架振动计算都忽略了这种影响。本文讨论使有限元方法和原理应用这类计算，推导了板架局部振动的计算方法，给出了计算实例。通过计算表明，本文方法可用于实际，为舰船振动校核计算提供了手段。     

总纵强度耦合作用下船体板架振动计算

船体在海上营运时，船体产生中拱状态弯曲和中垂状态弯曲，所以船体板架是处在复杂弯曲状态。以往船体板架振动计算都忽略了这种影响。本文讨论用有限元方法和原理应用于这类计算，推导了板架局部振动的计算方法，给出了计算实例。通过计算表明，本文方法可用于实际，为舰船振动校核计算提供了手段。     

总纵强度耦合作用的船体板架强度计算方法

船体板架局部强度计算时，由于受到总纵弯曲的影响，实际上极架都是处在复杂弯曲状态，以往板架局部强度校核时未考虑这种影响。本文采用有限元方法原理，考虑总纵强度对局部强度的耦合影响，推导和发展了板架局部强度校核方法。对比计算表明，本方法可用于实用计算。     

动态有限元法在船体板架振动计算中的应用

该文通过直接求解轴向受载的均匀Timoshenko梁单元扭转振动和弯曲振动的运动微分议程,导出了考虑轴向力,剪切变形和转动惯量的平面板架的动态刚度短阵的解析表达式,并用改进的二分法求解频率特征议程,经对处于复杂弯曲状态的船体板架振动的数值计算,验证了本方法的精确性和有效性。     

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。     

铝合金船体结构应用带筋板的几个问题

阐述应用带筋板的优越性。引荐带筋板的类型及尺寸系列，讨论含有带筋板的船体的结构设计几个问题。     

船体板架在水下接触爆炸作用下的破口试验

针对船体中常见的加筋板结构，在矩形方板上运用了3种不同尺寸的T型材，采用“井”字形和“＋＋”字形两种加筋形式设计了4个板架模型，将模型四边刚性固定，在板中央放置炸药，分别对其进行了水下接触爆炸试验。爆炸作用下板架模型均以花瓣形破裂，产生大面积的破口，不同形式和尺寸的加强筋对板架的破坏程度具有不同的影响。通过对破口尺寸和形状的观测，分析了加强筋对破口长度的影响，提出了板架结构加强筋相对刚度Cj的概念，描绘了不同尺寸加强筋在不同炸药量下对板架结构破口范围的影响。同时，对现有的水下接触爆炸作用下的破口长度估算公式进行了修正，给出了考虑加强筋影响的破口计算公式；经过比较，该公式比现有的破口估算公式与试验结果更加吻合。     

带开口加强的变异板架设计

根据船级社规范公式提出规范计算方法的修正系数,研究带开孔加强板架的简化设计方法,并用有限元计算对此方法做对比分析,结果证明该方法完全满足快速确定变异板架中构件尺寸的要求.     

舰船复合材料夹层板架结构的分级递进优化设计方法

由于复合材料板架结构具有各向异性、界面复杂及可设计变量众多等特性,因而在开展优化设计时往往困难重重。对此,采用分级递进优化设计方法。以某型舰甲板室舷侧复合材料夹层板架结构为对象,首先根据工程实际并结合复合材料板架结构的设计特点,提取所有可设计变量,并在此基础上分析所有设计变量的灵敏度特征规律;然后,对该夹层板架结构进行两级优化计算与分析;最后,对优化前后的计算结果进行对比分析。研究结果表明,分级递进优化设计方法能有效解决复杂的复合材料板架结构多变量设计问题。     

具有裂纹缺陷的加筋板的剩余拉伸强度分析

对具有裂纹缺陷的加筋板的剩余强度进行了数值分析.考虑了加筋板上的三种缺陷形式,即板和筋上的垂直裂纹,板和筋上的倾斜裂纹以及板上的裂纹和筋上的圆孔.对板和筋上的相对裂纹长度、材料属性、板和筋的厚度、裂纹开裂角度以及圆孔的直径等影响参数进行了分析.同时,将无加筋板剩余强度的经验公式推广到加筋板,并验证了公式的有效性.     

遗传算法在中冷器优化设计中的应用

基于遗传算法对某车载空—空中冷器进行了结构优化设计,完成了优化设计程序,得到了中冷器芯体结构的优化方案,使优化后的中冷器散热能力在理论上最大提高了19.3%。通过风洞试验对其进行验证,试验结果表明:尽管存在误差,但理论计算总体与试验结果吻合良好,为同类中冷器的优化提供了参考。     

遗传算法在船舶电缆布局优化设计中的应用研究

船舶电缆布局优化是实现船舶布线自动化的一项技术难题,这一问题的解决可节省大量电缆布局设计的时间和费用。建立优化模型,并对传统遗传算法中初始种群的产生方法、选择算子及变异算子进行改进,增加检测操作,从而构造求解该模型的改进遗传算法。仿真结果表明,该算法是一种具有全局寻优能力的布局优化方法,具有高效性、实用性,并可扩展于解决船舶设计中的其它优化问题。     

具有裂纹缺陷的板和加筋板格在联合载荷作用下的剩余极限强度

作者提出了一种更好理性化的基于“第一原理”的船舶结构强度评估系统，该系统要求考虑各种损伤对剩余极限强度的影响。因而更能真实地反映实际的结构极限强度值，计算累积的损伤程度和带损伤后的剩余极限强度是该系统的两项中心内容，本文利用有限元分析手段。主要研究板和加筋板格带裂纹损伤后的剩余极限强度，提出了一个合理的有限元分析模型。通过大量的组合计算，分析了各种参数对极限强度的影响。为了实用起见，本文也提供了相应的回归公式，经验证，这些回归公式是具有足够精度的，可以在实际中使用。     

局部板架的振动计算研究

采用直接简化计算的方法对船上常见的局部板架结构的固有频率进行计算和分析研究。考虑到船上常见的局部板架结构和板架所处环境的不同,分3种不同类型的板架,同时考虑所处空间介质和船体内环境的不同,分别进行研究和计算;与激励源相比后适当修改板架的设计加强方式,以达到初期设计阶段避免船体局部共振的目的。     

含损伤加筋结构的振动与声辐射特性研究

采用有限元／边界元方法针对加筋结构,研究了损伤对振动与声辐射特性的变异特性。将损伤模型引入结构有限元分析中,针对各向同性损伤单元模型中,采取刚度各向整体弱化的方法分析;对于各向异性损伤单元模型中,采用Kachanov理论,分别引入了x和y两个方向的弹性损伤折减系数。基于Mindlin板理论,建立描述健康和损伤的4结点有限壳单元模型,采用有限元方法计算结构振动特性与表面动力响应。基于4结点二维线性边界元模型,根据Rayleigh积分可以计算结构振动向外辐射的声压,进而可以得到辐射声功率和辐射指向性。为了研究损伤结构处于空气或水中不同损伤位置和大小对结构振动及声特性的影响,文章建立了含损伤结构的动力与声辐射分析方法,就各种损伤对结构振动频率、振动模态与声辐射模态、辐射阻尼、辐射功率与指向性的影响进行了数值模拟。通过对典型算例分析,得出了相应的结论,在评价损伤对船舶与海洋结构物常用的加筋结构声辐射特性影响方面做出了一定的探索。     

冰载荷对加筋板轴向压缩极限强度的影响

船舶在冰区航行时,将遭受浮冰的挤压,船舷侧部位的加筋板会受到冰载荷的作用。以单筋单跨加筋板为研究对象,采用非线性有限元法对冰载荷下加筋板轴向压缩极限强度进行分析。研究冰载荷的大小、加载区域面积和加载区域位置的不同对极限强度的影响规律。结果表明,冰载荷大小一定,冰载荷作用区域面积逐渐增加时,加筋板的轴向压缩极限强度随着面积的增加基本呈线性增加。冰载荷作用区域位置距离加筋板中心点距离逐渐增加时,加筋板的轴向压缩极限强度逐渐增加,且随着相对距离的增加,对加筋板轴向压缩极限强度的影响越来越大。这些结果可用于指导冰区船舶结构的设计以及维护。     

加筋板结构振动声强可视化研究

基于结构声强法研究了加筋板结构振动能量的传输、分布和耗散特性。首先介绍结构声强分量的计算和声强可视化的相关理论,以及系统功率输入和输出的计算公式。在数值算例中,利用有限元法对3种常见的加筋板模型进行了简谐集中力作用下的响应计算,然后通过编制Matlab程序计算结构声强分量,并进行结构噪声源的定位,实现能量传输和衰减的可视化。同时针对不同的加筋形式对能量传递路径的影响也进行了讨论。研究了不同加筋板阻尼器能量耗散特性。最后以舰船平台板架为例揭示了结构声强技术在舰船振动设计中的应用价值。