基于规范载荷的舰船设计海况等级确定方法

针对军用规范载荷难以给出舰船设计海况等级的问题,根据三维时域非线性水弹性理论分析舰船在典型航速、不同海况下的波浪载荷极值与规范载荷之间的对应关系,进而提出一种确定舰船设计海况等级的方法。以某型舰船为例,基于该方法确定该型舰船的设计海况等级。研究成果表明:采用该方法可有效确定舰船规范载荷对应的设计海况等级,在一定程度上为舰船的安全运行提供参考。     

基于海况参数分析的船体梁载荷预报方法研究

利用三维势流理论在频域内计算载荷频率响应函数,在此基础上对船舶波浪载荷长短期预报方法进行了研究,分析了现有的长期预报方法,并提出只针对特定的一部分短期海况进行分析,以确定船舶在营运寿命期内航行于实际海况中的波浪载荷特征最大值。同时提出了一种基于多项式拟合的波浪载荷预报方法,建立了短期响应的最可能极值关于海浪有义波高与海浪平均向上跨零周期的函数,可以方便地确定响应的特征值。结果表明,提出的方法能够有效进行波浪载荷的预报,可供有关专业人员参考。     

船舶水弹性力学理论的研究进展

船舶水弹性力学理论在过去近三十年中取得了长足的进步,尤其是三维水弹性理论已被广泛应用于船舶与海洋工程领域的流固耦合问题中。全面地回顾了国内外船舶水弹性力学理论及试验研究的历史与现状,将水弹性力学理论分为二维线性、三维线性、二维非线性、三维非线性等几类,以波浪中航行船舶的水弹性力学理论研究与应用为重点,依次进行了介绍。在船舶水弹性试验方面,着重介绍了国内在整体弹性船模试验研究中取得的进展。     

恶劣海况中大外飘型舰船的总载荷颤振响应分析

[目的]舰船遭遇恶劣海况时艏部砰击会激起船体梁颤振响应,威胁到总纵强度的安全。砰击颤振弯矩与船体刚度和外飘构型相关,但不同船型结构布置和型线差异大,有必要针对大外飘型舰船开展颤振响应分析。[方法]首先,采用COMPASS-WALCS-NE势流时域水弹性方法预报设计海况下的船体梁总载荷,并与分段自航模试验对比验证;然后,再提取艏部砰击合力、典型时刻的船体运动状态和船体梁总载荷响应的时历曲线,通过分析波浪载荷高低频分量的相位差异,研究船舯砰击弯矩与艏部砰击合力的关联性;最后,围绕船体主要设计参数进行敏感度分析。[结果]在设计海况艏部入水时,其砰击合力出现了2次峰值,分别对应于底板和外飘区域的大面积触水过程;颤振弯矩主要由艏部外飘砰击引起,受力面积大,合力距离船舯远,导致砰击弯矩达到了波浪弯矩的同等幅值;大外飘型舰船的砰击弯矩对波高变化最为敏感。[结论]对于大外飘型舰船的总纵强度评估应考虑砰击颤振的影响,对于中垂砰击弯矩需要直接与静水成分、低频的波浪成分叠加,而中拱砰击弯矩应考虑阻尼耗散,可先折减再叠加。     

载荷作用下舰船主传动系统振动控制方法

传统方法在进行舰船主传动系统振动控制时,存在最大位移过大问题,振动控制效果不佳,为此,本文提出一种载荷作用下舰船主传动系统振动控制方法。利用Ansys软件构建载荷作用下舰船主传动系统的有限元模型,通过Lanczos法对有限元模型实施模态分析,同时不对边界位移条件进行约束。根据模态分析结果,构建振动控制方程对载荷作用下舰船主传动系统进行振动控制。为了验证系统振动控制方法的最大位移控制效果,设计对比实验。实验结果表明,该方法的最大位移小于原有方法,实现了性能突破。     

基于非线性水弹性理论的舰船水动力分析

舰船在海上航行时,海风与波浪载荷等都是典型的非线性载荷,载荷导致的舰船结构受力和形变都处于动态变化过程中。为了提高舰船在风浪载荷下的结构强度,提高振动仿真的精度,有必要针对非线性载荷下的舰船动力学特性进行研究。本文系统介绍非线性水弹性理论的原理,并基于高阶元边界法进行了非线性波浪载荷的建模,并在Matlab中进行了舰船的非线性振动响应特征,具有重要的意义。     

非线性混合海况下导管架式近海风机长期载荷的预报

在非线性混合海况(风浪与涌浪的组合)下,以NREL 5MW导管架式近海风机为研究对象,预报导管架支撑结构泥线处受到的长期载荷。在时域仿真中,选用Ochi-Hubble六参数波浪谱,编制该谱的程序并将其嵌入到FAST中进行编译。在线性与非线性不规则波条件下的波高,泥线处的首尾向剪力和首尾向弯矩进行统计分析。采用分块最大值法提取短期载荷极值,使用广义极值分布进行拟合,极大似然估计法估计分布参数。经验分布与广义极值分布的拟合检验效果较好。计算结果表明,研究非线性混合海况下近海风机的导管架式支撑结构对工程实际更具有指导意义。     

基于全三维数字化设计的大型舰船设计质量管理实践

舰船设计质量管控是决定舰船最终质量的关键过程。在大型舰船采用全三维设计的大背景下,结合大型舰船研制特点,通过开发三维设计质量检查工具,制定审签责任清单,同时加强形势分析、强化过程监督、加强经验反馈、落实质量奖惩等举措,逐步形成“风险及时预警、问题及时整改、经验及时反馈、奖惩及时落地”的质量管理模式,实现抓质量促进度的工作目标。     

基于CADDS环境的水面舰船三维总体设计设计方法构想

在水面舰船设计,建筑领域,三维CAD的应用对提高生产效率和达到最佳设计等的显著作用已日渐得到认同,目前,世界造船发达国家十分重视三维设计,建造一体化研究开发工作,并已经运用于实际的船舶设计及建造,如英国VESEL公司,韩国大宇船厂,美国海军设计部门以及美国电船公司等,已在两栖登陆舰,潜艇,大型水面舰艇的全寿期内实现三维一体化造船。尽管国内尚处于起步阶段,但三维设计已成为设计的方向和设计工作发展的趋势。为此,面向水面舰船总体设计领域,初步构建一种三维设计系统,并对相关设计方法进行了探讨。     

基于Smart3D的邮船生产设计数字化标准流程

针对大型邮船生产设计内容和特点,选用Smart3D作为平台,固化邮船生产设计各阶段节点,定义节点流程工作内容,梳理邮船生产设计数字化标准流程,形成相关标准流程文档。应用表明该流程具有实际意义,可为后续大型邮船开展数字化生产设计提供参考方向。     

海港工程设计潮位计算方法

针对G um be l分布,考虑了连续样本及非连续样本两种情况,采用M on te-C arlo模拟分析技术,对海港工程设计潮位计算中的矩法(M OM)、最小二乘法(L-S)以及目前流行的线性矩法(L-M)进行了比较研究,同时采用沿海9个潮位站的资料进行了验证计算。结果表明,与M OM法和L-S法相比,L-M法具有最优的统计性能,建议为工程设计所采用;现有规范推荐的最小二乘法偏于安全,但对不连续系列或当总体分布参数Cv较小时,亦能提供较合理的设计成果。     

规则迎浪中船舶参数横摇的三维时域预报方法研究

参数横摇是船舶因复原特性改变而引起的典型非线性现象。文章采用三维时域方法预报规则迎浪中船舶的参数横摇运动。该方法引入匹配面将流域分为内域和外域,内域中采用Rankine源来满足物面条件和线性自由面条件,而外域中应用时域格林函数来满足线性自由面条件和远场辐射条件。数值方法中,Froude-Krylov力和恢复力是通过对船舶瞬时湿表面积积分获得,同时考虑了横摇、垂荡和纵摇三自由度之间的耦合作用,以及非线性横摇阻尼的影响。数值结果与试验结果吻合很好,说明该方法可以有效地预报参数横摇。     

推进三维设计标准制订工作

主要介绍了三维设计的理念、推进制订三维设计标准的必要性以及目前急切需要研究并制订的三维建模标准。     

基于顶举法的船舶推进轴系负荷测试方法研究

船舶推进轴系负荷测试是轴系安装过程和检验过程中不可缺少的环节,通过有效的检验方法,检测中间轴承以及主机的主轴承所承受的实际负荷是否在理论计算允许的范围之内。本文介绍了基于顶举法的轴承负荷测量原理、测量过程和计算方法。经过实船数据的测量计算,并与应用电阻应变片法测量数据比较和分析,说明该方法在船舶推进轴系负荷测试的可行性和经济性。     

基于NL法的水平受荷桩非线性有限元分析

NL法是在总结国内外多种计算方法的基础上，依据大量桩基水平静载荷实测资料提出的一种新的桩基水平承载力非线性计算方法，并被港工桩基规范列为主要计算方法。但由于非线性计算的复杂性，因而限制了该方法的推广应用。通过将NL法与有限元法相结合，探讨了水平承载桩非线性受力特性分析的简捷、精确方法。该方法引入非线性弹簧模拟桩间土对桩单元的水平抗力，建立了基于NL法的桩土相互作用的接触非线性有限元模型。实例分析表明：计算结果与实测结果及规范中结果具有良好的一致性，可用来分析相似原理不能计算的问题，便于工程设计应用。     

非标准带缆桩的设计研究

非标准带缆桩的设计关键是解决带缆桩强度的问题。详细分析比较了不同标准中关于带缆桩强度的校核原则,阐述安全系数的合理性。分别采用标准校核法和有限元分析法对标准带缆桩进行强度分析,推断带缆桩拖带载荷与其安全工作载荷的直接关系。有限元分析法同时揭示带缆桩基座对带缆桩整体强度的重要性,凸显了有限元分析法的全面性。针对非标准带缆桩设计提出建议,提供非标件设计实例,为带缆桩非标件的设计提供参考。     

潜水器海试保障方案的定量评估方法

提出一种基于故障树分析的潜水器海试保障方案的定量评估方法。采用专家打分和模糊集理论相结合的方法,将操作经验定量化,得出故障树中基本事件发生的模糊概率,并进行故障树的定量分析。以潜水器无法完成吹除上浮为例,简要阐述了潜水器海试保障方案定量评估方法的一般评估流程。     

基于电阻应变片法的船舶推进轴系负荷测试方法研究

船舶推进轴系负荷测试是船舶推进轴系设计、校中计算、轴系安装、调整等过程中不可缺少的环节,其目的是使船舶实际运营中的轴承负荷在设计允许的范围之内.利用轴系截面应变测量原理,推导出轴系应变、截面弯矩与轴承负荷三者之间的数学关系式,在此基础上,确定了后艉轴承载荷分配比例与支点位置计算方法.经过实船数据的测量计算,并与国外实验结果的比较和分析,证明了该方法能够满足目前国内船舶推进轴系负荷测试的需要.