基于Ansys的大型船闸人字闸门背拉杆预应力设计

大型船闸的人字闸门结构的整体抗扭刚度较小,在自重、风压力以及水压力作用下,闸门在运行过程中容易发生过大的扭曲变形。为了提高人字闸门的抗扭刚度,减少人字闸门在运行过程中的变形,在设计中一般采用对人字闸门背拉杆施加预应力。结合汉江雅口航运枢纽工程船闸,利用Ansys有限元分析软件对人字门背拉杆施加预应力问题进行分析研究。分析结果可为背拉杆预应力的应用提供参考,同时为同类闸门背拉杆预应力的设计计算提供借鉴。     

人字闸门的抗疲劳强度探析

结合船闸人字闸门运行后出现的裂纹情况,就产生疲劳的因素进行了分析,阐述了人字闸门产生裂纹的原因,从材料、载荷、结构、应力四方面提出了防范疲劳裂纹的具体措施及对有关问题的思考。     

打桩船横向强度直接计算分析

由于本船的宽深比大于现行规范所要求的数值,故应用有限元分析方法计算打桩船的横向强度。     

基于有限元分析的散货船横向强度计算

传统散货船在对航向强度计算时仅对装货舱的结构进行横向强度的计算,有限元模型所反映的数据不能真实反映整个船体的横向强度。针对上述问题,提出基于有限元分析的散货船横向强度计算。区别于传统的有限元散货船横向强度计算,提出的计算方法是对船体货舱部分与非载货部分的横向强度进行分别计算,从而获更加准确的散货船横向强度数据。通过对比实验对提出计算方法的精准度进行测试,证明计算方法的合理性。     

船用大功率两级人字齿行星传动系统的振动特性研究

单级行星传动的动态特性已有很多学者研究,但特大型机械装置(如舰船)中应用的两级人字齿行星传动的动态特性研究还未见报导。为此文章在两级人字齿行星齿轮系统的弯扭耦合动力学方程的基础上,对此行星齿轮系统进行了自由振动的动态特性分析,揭示出两级人字齿行星传动的三种振动模式:星形轮系振动模式、行星轮系振动模式和耦合振动模式,并对三种振动模式进行了特征值问题和模态问题的研究,得到了系统固有频率和振型之间的相互关系,为进一步的动态特性分析奠定了理论基础。     

船闸人字闸门浮箱的设置方法

大型船闸人字闸门通常设置浮箱以改善顶底枢运转件的受力状态,降低门头下垂量。在同等浮力下,先对比矩形、U型、⊥型、L型、J型、T型、Π型等7种不同形式的浮箱,分析顶底枢支反力、门头下垂量、固有频率、通气路径等特性,给出相对合理的浮箱结构形式;在此基础上,再对比1层、1层半、2层、3层、4层等5种不同浮力大小的浮箱,分析并给出相对合理的浮箱浮力控制范围。     

船体梁弯曲极限强度分析

针对船体梁极限强度计算问题,研究基于弯曲承载力的极限状态分析技术。分析总结船体梁极限强度分析方法及研究现状,阐述简化逐步破坏法(Smith逐步破坏法)的技术流程,探讨基于非线性有限元极限强度分析技术中各参数设置对计算结果的影响。在简化逐步破坏法计算结果的基础上,利用非线性有限元法评估基于单跨模型和舱段模型的船体梁极限强度,并探究上层建筑对极限承载力的影响。     

舰船加筋板局部强度评估中的总纵应力折减系数研究

舰船加强筋尺寸的合理确定一直是结构设计中的热点问题。本文综合考虑总纵弯曲应力和局部载荷的相互作用,研究加强筋的许用应力折减系数(C_s)的影响因素与合理取值方法。通过分析加强筋的力学模型、对比不同规范中的C_s取值,以及用非线性有限元软件Abaqus计算一系列加筋板模型,拟合C_s曲线并与规范对比,并验证剖面对称性和局部载荷作用方向对C_s取值的影响方式,丰富了舰船局部强度校核方法的技术背景,为板架设计、舰船三维局部校核程序开发提供借鉴。     

船体上层建筑有效性分析的简化模型

  目的  上层建筑会参与船体总纵弯曲,从而导致特殊部位的结构产生应力集中现象,对舰船结构安全造成威胁,而大尺度钢模试验则能较为真实地反映上层建筑的结构响应特征。  方法  为此,以某舰艏楼上层建筑为研究对象,通过对主船体进行结构等效简化,设计包含整个上层建筑和主船体在内的大尺度舱段缩比钢质模型,并开展中拱弯曲下的结构强度模型试验。  结果  试验结果和有限元计算结果的对比分析表明,在目标舰上层建筑舷侧开口群角隅,以及上层建筑侧壁与主船体连接的圆弧过渡段上,均存在明显的应力集中现象,上层建筑参与总纵弯曲的有效度为0.315。  结论  研究成果可为目标舰上层建筑局部结构加强或优化设计方案的制定提供参考,所建立的船体模型简化设计方法也可为舰船大尺度钢模试验模型的设计提供参考。     

Ultimate strength design of stiffened plates under axial compression and bending

The basis for design of stiffened plates under longitudinal compression is outlined and predictions using several codes are compared against numerical results from an inelastic beam-column formulation and test results. In order to explore the inherent differences in column behaviour separately from discrepancies arising due to plate panel behaviour, the code predictions are re-evaluated adopting a common plate panel effective width formulation. On this basis, a critical review of code methods is made and some modifications are proposed.

The effect of the magnitude and direction of applied uniform bending on the axial capacity of stiffened plates is investigated by comparing two alternative design approaches, namely an interaction equation and a method based on the Perry equation, against results from numerical analyses and from rigid plastic theory. The interaction equation is invariably more conservative than the Perry approach but its simplicity tends to be convenient for routine design applications. Finally, results of numerical analyses, together with experimental results from previous studies, on continuous stiffened plates under combined axial compression and lateral pressure are presented and available design guidance is discussed.     

基于Ansys软件的船舱结构强度仿真研究

为解决传统船舱结构强度分析方法存在分析精度较低的不足,提出一种基于Ansys软件的船舱结构强度仿真研究。依托船舱模型边界条件的确定,建立船舱结构模型,基于Ansys软件对船舱关键支撑部件受力强度、船舱焊接结构强度、船舱结构大角度进行计算分析,实现船舱结构强度仿真研究,试验数据表明,提出的船舱结构强度仿真研究较传统分析方法,强度分析准确性提高15.11%,适合对船舱结构强度进行仿真。     

斜齿轮齿面摩擦力对动力学的弯曲效应

文章利用能量最小原理计算斜齿轮时变接触线上的载荷分布,在考虑齿面摩擦的情况下计算轮齿接触点的变形,通过对比有无摩擦两种情况的计算结果后可知,齿面摩擦对齿轮弯曲特性的影响较为明显,节点处的变形突变较大势必将引起较大的刚度变化从而带来振动和噪音。在考虑齿面摩擦的情况下构建齿轮的动力学模型,给出了主、从动齿轮绕旋转中心的振动位移轨迹。     

基于改进谱分析法的船舶疲劳强度直接计算

针对目前船舶疲劳强度评估问题,频域谱分析法将应力范围服从Rayleigh窄带分布,造成结果偏保守.而时域法则计算时间过长,无法满足快速预估需求.本文以频域谱分析法为基础,提出一种适用于宽带随机过程的改进谱分析法,并以实船为算例进行计算分析.结果 表明,基于改进谱分析法的疲劳计算结果与精确解差距较小,可以提供一个相对可靠...     

基于Ansys/AQWA的极大型浮式结构总体强度分析

以极大型浮式结构的单模块为研究对象,采用大型通用有限元软件Ansys/AQWA进行极大型浮体水动力响应分析并预报波浪载荷,进而调用ASAS模块进行极大型浮体总体强度分析。分析结果表明:极大型浮体3个连接部位,即横撑与下浮体围壁连接处,立柱外壳与上箱体底板连接处和立柱外壳与下浮体外板连接处出现了较大的应力集中,其中横撑与下浮体围壁连接处的应力值可能已超过许用应力。因此,对横撑与下浮体围壁连接处进行结构加强,采用Ansys/AQWA对结构改进后的极大型浮体进行总体强度分析,并与改进前的结果进行对比。从对比结果可知:通过结构的改进和加强,横撑与下浮体连接处的Von Mises应力普遍下降。本文的研究成果将为极大型浮体后续的疲劳分析提供重要的理论基础。     

基于波浪载荷直接计算的三体船总纵强度评估研究

采用基于自由面格林函数法的三维线性势流理论求解三体船辐射和绕射的水动力问题,得到各重现周期和概率水平下的垂向弯矩和垂向剪力的长期预报极值,分析其统计特性和分布规律,并与规范计算值进行比较,在此基础上运用簿壁梁理论进行总纵强度评估,为三体船的载荷预报和结构分析提供参考。     

船体结构极限强度模型试验技术研究

船舶结构的极限承载能力是反映船舶结构安全可靠的重要指标,历来受到船舶工程界的广泛关注;而模型试验技术对船体梁极限承载能力研究拥有重要的意义.本文首先对船体极限强度相似模型设计进行研究,提出了稳定性相似模型补偿的设计方法;接着结合多例经典船体梁缩比模型试验与非线性有限元数值仿真计算结果相结合的对船体梁极限承载能力进行预报的案例,分别从相似准则、弯扭组合极限强度、弯剪极限强度等几个不同的侧重点分别对各个案例进行了详细的总结分析;最后列举了本研究组曾开展的其他若干经典极限强度模型试验.为今后船体梁极限承载能力模型试验研究提供了参考.     

双体铝合金高速客船强度有限元分析研究

双体船具有宽敞的甲板面积和良好的稳性及操纵性等特点,在近几年备受关注,被广泛应用于军事和民用船舶领域.采用铝合金建造的船舶具有结构重量轻、耐腐蚀等优点,被主要用于观光船和快艇等小型船舶.采用直接计算法对某小型双体铝合金高速客船进行全船有限元分析,对总横强度、抗扭强度、和连接桥剪切强度进行校核,并根据计算应力结果和变形特点对其设计过程提出了几点建议.