船舶气囊下水船体梁的结构计算方法

根据船舶气囊下水的特点建立船体梁的结构计算模型;分析气囊的受力特性,结合能量守恒推导出适用于不同直径气囊工作高度H的求解方程,在此基础上求解气囊等效成弹性支座的非线性弹性系数k;将k表示为位移的非线性函数代入等效节点力矩阵,结合刚度矩阵、位移矩阵求解平衡方程,推导出船体梁弯曲应力的求解表达式。最后通过理论值与实验测量值的对比,验证了本文模型求解的可行性。本文的研究成果对气囊下水过程中船体结构的应力评估具有较强的实用价值。     

船体梁极限强度的近似计算

船体梁的总纵强度是反映船舶结构安全可靠的最基本的强度指标。船体结构极限强度评估对于船舶结构初步设计、使用、维护和维修都非常重要，因此船体梁极限强度研究成为近几十年来船舶工程界的热点研究课题之一。到目前为止有两种典型的加筋板和船体梁的极限强度分析方法，它们是直接计算法和逐步破坏分析法。本文基于加筋板单元的平均应力应变曲线和逐步破坏分拆方法，提出了加筋板和船体梁极限强度的简化分析方法，考虑了初始挠度和残余应力对加筋板单元极限强度的影响。数值结果表明，采用本文简化方法得到的结果与有限元计算结果或其它逐步破坏分析结果比较符合。     

加筋板大挠度弯曲变形分析

提出了一种加筋板大挠度弯曲的新解法,此方法将离散的梁与板结合起来建立一个统一的控制方程。然后引入板、板长方向和板宽方向加筋三个不同的应力函数,通过δ函数将加筋应力场离散,根据加筋板的平衡方程和变形协调条件,推导出加筋板的Von-Karman方程。运用加权残值法,可以解出不同边界条件下的加筋板大挠度问题。最后还给出了几个计算实例。     

基于船体梁的船体弹性变形预报方法

将船体简化成一根两端完全自由、质量和刚度沿船长方向分布不均匀的变截面梁,采用迁移矩阵法算出船体梁的固有频率和振形;将三维势流理论和结构动力学方程相结合,求出船体振动的主坐标,再利用模态叠加原理得到计算点的幅频位移响应;利用谱分析方法计算不同工况时的船体变形,并根据雷利分布得到其统计值。以某船为例,利用该方法计算船体相对变形,并对结果进行分析,得到了船体变形随着航速大小和浪向角改变的规律。     

十字交叉梁模型的塑性动力响应计算方法

船体板架在水下爆炸载荷作用下的塑性动力响应计算是舰船抗爆性能研究中的一项重要工作,鉴于有限元法对其求解的计算效率无法保证,同时解析法对其求解有技术上的困难等研究现状,提出了一种将船体板架结构简化成刚塑性十字交叉梁,并通过动量定理和动量矩定理由运动方程推导出十字交叉梁结构中横向和纵向构件二者在关联处有力的相互作用时的变形挠度的计算方法。利用此方法计算所得的结果,与实船舱段的有限元模型结果,以及实船舱段的水下爆炸试验的数据进行对比后,吻合较好。结果表明,力学模型选取是合理的,用于水下非接触爆炸的舰船板架挠度变形计算方法不仅保证了计算效率,也保证了计算精度,具有工程实用性。     

加筋板大挠度弯曲变形分析《中国造船》2001．6 P40～47

本文提出了一种加强筋大挠度弯曲变形的新解法,本法将离散的梁与板结合起来建立一个统一的控制方程。然后引入板、板长方向和板宽方向加筋三个不同的应力函数,通过函数将加筋板应力场离散,根据加筋板的平衡方程和变形协调条件。推导出加强筋板的Von-karman方程。运用加强残值法,可以解出不同边界条件下的加筋板大挠度问题。最后还给出了几个计算实例,表3。     

大面积地表荷载作用下的埋深管线的应力分析

当地下埋深管线两侧受到不同的附加压力时,由于压差的存在使管线发生了弯曲变形。弯矩的产生可能导致管线的破坏。根据埋深管线的受力特点,采用弹性地基梁的短梁初端参数法对渤西管线的应力进行了分析。根据管线的埋深条件对边界条件进行了正确的处理,求得了管线的位移,弯矩及剪力方程,并绘制了位移,弯矩及剪力方程曲线,曲线之间具有一一对应的关系,计算的结果表明了对边界处理的正确性及理论选择的合理性。     

船体弯扭耦合振动计算研究

基于Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁理论和Ｂｅｎｓｃｏｔｅｒ理论,建立了分析船体结构弯扭耦合振动的薄壁梁有限元模型。该模型能考虑翘曲和剪切变形的影响,能精确描述船体薄壁梁的纯弯状态和非均匀扭转,适用于任何形状的船体横剖面。重点讨论了翘曲位移协调问题,提出了新的船体不同剖面形式梁段间的翘曲位移协调方法。本文还讨论了船体薄壁梁计算模型的简化问题。数值算例证实了本文方法的正确性。     

球扁钢肋骨纵向弯曲火工矫正研究

针对船体球扁钢肋骨三角形加热矫正纵向弯曲变形时加热区的计算,通过全站仪测量肋骨与板材线型,使用非均匀B样条拟合曲线后计算了两者的装配偏差。研究了矫正时加热区的计算算法和计算流程,在MATLAB的GUI模块中开发了球扁钢肋骨三角形加热区预报系统,实现了肋骨与板材线型测量数据的导入、曲线的拟合、装配偏差的计算、三角形加热的位置与工艺参数的准确预报。研究内容和成果对火工矫正球扁钢肋骨纵向弯曲变形的现场施工提供了一定的参考和指导。     

关于散货船剪力修正的思考

对散货船进行剪力修正的计算方法在CSR规范中有明确要求,船体梁的剪力计算过程看起来无懈可击,可是,为什么还要对这个剪力结果做修正呢?为什么要做剪力修正作为船体梁,船体计算处横剖面的剪力等于其一侧的船舶重力和浮力的差值,我们可以相当精确地计算相应的重力和浮力,从而得到对应横剖面所受到的剪力。这个计算过程完全符合结构力学的理论。     

纵桁架对船体结构强度的影响研究

基于有限元分析方法分别对只设支柱、设双（单）向纵桁架和设纵舱壁3种结构形式的船型进行了总纵弯曲计算,并与等值梁理论的计算结果进行比较,得出了纵向桁架对船体梁上下翼板弯曲应力的分布、船体挠度及对船体横强度的影响程度。计算采用ANSYS软件,建立参数化有限元模型,利用APDL语言实现波浪载荷的自动施加。     

推进轴系——船体结构低频弯曲振动耦合特性

为分析水面舰船推进轴系与船体结构的低频弯曲耦合振动问题,利用有限元法建立了推进轴系—船体结构耦合系统的数学模型,计算系统的垂向及水平向弯曲振动固有特性,并与利用简化模型得到的计算结果进行了对比分析。结果表明:在推进轴系第1阶弯曲振动固有频率以下频段,推进轴系—船体结构系统主要体现为船体梁振动,推进轴系跟随船体梁运动;在推进轴系的每阶振动固有频率附近,由于存在一个固有频率非常接近的船体梁振动模态,故在该频段桨—轴系统与船体梁有较强的耦合作用;在船体梁的质量及截面面积惯性矩远大于轴系对应参数的情况下,仅分析推进轴系自身的低频固有振动特性时,将船体结构简化为刚性安装基础所带来的误差很小,但是推进轴系简化模型不能反映推进轴系—船体结构的耦合振动模态及多轴系时的反相位振动模态。     

船闸闸首底板计算方法探讨

介绍船闸闸首底板计算的并列空间地基解法。将闸首底板分成几个特征段，根据各段底板间位移条件、底板与地基接触面位移条件以及各段底板的平衡条件，建立典型方程，求出各段底板间的剪力和地基反力，最终求得底板内值。。     

考虑转动约束的宽支座连续梁计算方法

针对现有JTS 167-1—2018《码头结构设计规范》大桩帽轨道梁宽支座计算方法的不足，提出带转动约束的宽支座连续梁计算模型，推导了宽支座转动刚性系数计算公式；运用Fortran语言对带转动约束的宽支座连续梁模型编写有限元程序，并通过ANSYS软件建立纵向排架的空间有限元模型作为对比分析，得出不同计算模型下的连续梁内力。计算结果表明，在均布荷载情况下，忽略支座转动约束会对计算宽支座连续梁最大正弯矩带来较大的误差，考虑转动约束的宽支座连续梁模型计算所得最大正弯矩与空间模型比较接近；而规范方法与本文提出的计算模型所得梁最大负弯矩与空间模型差别均较大，对其原因进行分析并提出改进建议，以供类似码头结构设计参考。     

总纵弯矩作用下的船体结构极限承载力分析

船舶航行安全是航海领域重点关注的问题之一,船体的总纵弯矩数值在不同情况下会发生变化,研究船体结构极限承载力是船舶安全航行的关键,为此提出总纵弯矩作用下的船体结构极限承载力分析方法。该方法利用有限元软件建立船体结构模型,计算船体结构总纵弯矩,以此为基础分别从船体梁结构挠度极限承载力和船体剖面平衡角度,计算结构极限承载力,并在有限元环境下展开多角度分析。结果表明,该方法可有效构建船体结构有限元模型,并有效分析船体结构不同总纵弯矩情况下,船体结构挠度极限承载力和中截面结构极限承载力分布情况,应用效果较为显著。     

基于NAPA的甲板货船总纵变形的分析与计算

对船长与型深比较大的甲板货船纵向变形分析求解。以船舶设计软件NAPA为平台,利用NAPA自带的NAPA BASIC语言编程建模,分舱和加载,应用有限差分法求解船体梁挠度变形,通过修正模型,得到船体梁所受的剪力、弯矩分布和挠度变形,并对总纵强度进行校核。     

有限元解析法在船舶板架振动计算中的应用

本文从梁横向振动一般弯曲微分方程的通解出发,运用有限元的处理方法,获得了两种梁元矩阵——混合矩阵和刚度矩阵,并用于船舶平面板架自由振动的计算。针对混合解法和位移解法的共同特点,提出了一个简便而且不会漏根的求解高阶超越函数矩阵非线性特征值的统一方法,解决了振动计算时现有计算机内存不足的困难。 实例计算表明,理论值与试验值相当接近,说明本文的方法是有效的。     

基于一个二维修正水弹性方法的集装箱船体梁动态前极限强度评估研究

海上极端波因其巨大的波高常常导致船体的极限破坏。该文提出了一个二维的修正水弹性方法来研究一个集装箱船船体梁在极端波中的动态前极限强度。传统的极限强度评估基于准静态方法,没有动态效应被考虑。而船体在波浪下的动态结构响应是基于水弹性方法,传统的水弹性方法并不能计算船体梁的动态非线性强度。该二维修正的水弹性方法考虑时域波浪和非线性船体梁之间的耦合,将水弹性方法和Smith方法结合,用Smith方法计算船体梁的刚度,而其刚度与船体梁的强度和变形曲率有关。所以该时域的非线性刚度被用于修改水弹性方法里的常数项的结构梁刚度。几组极端波模型被用以产生船体梁的大变形和非线性动态垂向弯矩。文中分别采用修正水弹性方法和普通水弹性方法,通过改变四个重要的极端波参数如极端波最大波高、规则波的波高、波速和波长等来研究其对船体梁船中处的大变形转角和非线性垂向弯矩的影响,通过采用修正的水弹性方法计算得来的结果与水弹性方法计算得来的结果相比较,得到了一些差异和结论。     

基于一个二维修正水弹性方法的集装箱船体梁动态前极限强度评估研究（英文）

海上极端波因其巨大的波高常常导致船体的极限破坏。该文提出了一个二维的修正水弹性方法来研究一个集装箱船船体梁在极端波中的动态前极限强度。传统的极限强度评估基于准静态方法,没有动态效应被考虑。而船体在波浪下的动态结构响应是基于水弹性方法,传统的水弹性方法并不能计算船体梁的动态非线性强度。该二维修正的水弹性方法考虑时域波浪和非线性船体梁之间的耦合,将水弹性方法和Smith方法结合,用Smith方法计算船体梁的刚度,而其刚度与船体梁的强度和变形曲率有关。所以该时域的非线性刚度被用于修改水弹性方法里的常数项的结构梁刚度。几组极端波模型被用以产生船体梁的大变形和非线性动态垂向弯矩。文中分别采用修正水弹性方法和普通水弹性方法,通过改变四个重要的极端波参数如极端波最大波高、规则波的波高、波速和波长等来研究其对船体梁船中处的大变形转角和非线性垂向弯矩的影响,通过采用修正的水弹性方法计算得来的结果与水弹性方法计算得来的结果相比较,得到了一些差异和结论。     

计算梁弯曲变形的位移合成法

位移合成法是指由梁弯曲变形的近似微分方程导出梁截面间转角及挠度的关系，并利用这种关系来计算截面位移的一种计算方法，这种方法与各种材料力学教科书中所提出的方法都有所不同。它利用弯矩图使得计算更为方便，实用。