大型LNG船液舱晃荡载荷及响应模型试验研究

液舱晃荡是大型液化天然气船液舱设计中的重要问题之一,具有强非线性和离散性,很难确定其载荷值.为了研究大型液化天然气船液舱晃荡冲击载荷及其对结构的响应,文章开展了典型菱形液舱的三维晃荡模型试验,获得了大型LNG船液舱在各种运动模式下的流体拍击舱壁的冲击载荷特性以及液舱围护系统结构在晃荡冲击载荷作用下的动响应特征.     

循环荷载作用下群桩效应浅析

通过分析计算群桩效率的理论公式和经验公式，发现其中的不足，并针对该不足提出自己的假设和计算方法。     

作用在高速双体渡船上的波浪冲击总载荷

要求高速船市场越来越大型化的趋势，导致临界设计载荷从局部结构转移到总体结构。砰击引起的船体总应力和水动应力是目前设计改进的关键。1997年6月，奥斯特尔船级社、德国劳氏船级社，美国船级社联合制定了一项合作研究计划，研究作用于一艘86m高速双体渡船上的波浪总载荷。在该船从澳大利亚西部的佛雷曼特到土耳其的伊斯坦布尔的整个航程中，对船上实际波，运动和船体应变进行测量，并提交试验结果，为此，一个现有的全船综合有限元模型得进一步完善，用实船测量的应力数据反推出波浪总载荷。这个计划的试验结果将与采用非线性水动力响应方法理论预计结果相比较，得到的波浪载荷将与根据德国劳氏规范计算所得的波浪载荷相比较。     

一种改进的疲劳裂纹扩展表达式

疲劳裂纹扩展率表达式是采用疲劳裂纹扩展理论预报疲劳寿命的核心.迄今为止,已有上百种不同的疲劳裂纹扩展率公式被提出.近年来,作者们致力于对新近提出的裂纹扩展率公式进行比较研究.通过初步研究发现,McEvily公式能解释比较多的异常疲劳现象,因此,它有比较强的预报能力,值得作深入研究.本文针对它采用固定斜率不能与很多实验结果有很好拟合的缺点,提出采用变斜率的改进形式.通过采用不同材料(钛合金D16Cz、铝合金D16Cz、ARMCO-iron)、不同应力条件(R≥0、R＜0、R=-∞)下的疲劳裂纹扩展数据进行分析验证,发现不管是疲劳短裂纹扩展还是疲劳长裂纹扩展,改进后的McEvily关系均具有良好的疲劳性能预测能力.     

海北线客滚船波浪载荷直接计算方法

本文以海北线客滚船为例,对其波浪载荷进行直接计算.该船型深与宽度比值超过了规范要求值,按照船级社规范要求,对于尺度比超过规范许用值的船舶,用于强度分析的波浪载荷,需要按照要求进行直接计算得到.     

结构物入水砰击过程数值分析

采用MSC.Dytran软件对二维楔形体入水砰击过程进行数值模拟,分析考虑空气和重力因素的液面变化情况,总结入水速度、入水角度与砰击载荷的关系;对三维刚性船舶尾部结构入水砰击问题进行研究,得到曲率变化对结构砰击载荷的影响规律。     

移动线载荷板局部非线性响应的网格重划分数值方法

在船舶建造中,常涉及板的焊接、线加热、局部滚压成型等加工方式。该加工方式中的载荷作用区域相对于板的尺度较窄且具有高度的非线性特征,同时载荷稳定移动。把握加工参数与响应的关系在加工过程中很重要。由于载荷移动导致板局部非线性响应的特性不断随之变化,故其相应的计算非常复杂。常规的数值方法是主要采用的手段,但由于该方法在载荷全局作用区域上需预先将网格细密划分,导致计算效率低下。如果考虑到在该加工方式中载荷作用区域之外的大部分区域处于弱非线性或线弹性状态,在数值模拟中将载荷当前作用区域的单元划分细密,远离载荷作用区域划分得相对较粗疏,同时载荷移动时细密网格随着载荷一起移动,即采用网格重划分数值方法来分析上述问题就能节省大量计算时间。针对该方法,重点探究细密网格尺寸以及网格重划分频度对数值计算的影响及其与计算效率和精度的关系,并以板局部滚压成型加工为例进行数值计算。结果表明,该方法可作为移动载荷作用下板局部非线性响应的一种高效的计算手段。     

计及叶片载荷的双机对转式海流发电机系泊系统动力分析

本文设计了一种新型的双机对转式海流发电机并对其系泊系统与叶片载荷和直径关系进行模拟分析。首先将单机式海流发电机与已有研究进行对比验证其可靠性,然后在不改变系泊方式的前提下,设计出双机式结构,并通过分析机身位移和旋转比较两种系统的稳定性。为考虑叶片载荷对系泊系统影响,在Orcaflex中对不同精细程度的叶片进行建模,分别对比单一翼型/三翼型/九翼型的数值模拟结果。接着使用M-BEMT软件优化后的翼型参数,对比使用原始升阻力系数的三翼型发电机的模拟结果,同时将使用不同直径叶片的发电机系统进行对比,说明双机式发电机的稳定性更优,对海流发电机及其系泊系统的设计提供重要参考价值。     

船载炮的射击误差分析及消除方法

基于船舶在海浪中运动模型，结合炮兵射击学原理，研究了船舶摇摆导致火炮基座运动以及杆臂效应导致子惯导初始对准误差等因素对火炮射击的影响，分析了传递对准消除对准误差角的效果。仿真表明，低射界射击情况下，纵摇和横摇对射击距离的影响随射程增大而减小；对射击方向而言，纵摇的影响随射程增大而减小，而横摇的影响则随射程增大而增大；由安装偏差所造成的杆臂效应产生的误差角对射击的影响也很明显，其影响随船舶振荡运动的幅度的增加而增大；采用基于卡尔曼滤波的传递对准能快速消除船载炮初始对准角误差，从而提高火炮初始装定射角的准确性。     

极地油船结构增重及其对经济性的影响

以某型满足PC4级的11万吨级极地航行原油船为研究对象,在分析冰区设计载荷的基础上,分别采用规范计算法和直接计算法对冰带区结构进行强度评估,并分析冰区结构质量增加情况.在此基础上,探索性研究PC1～PC7冰级对冰带区结构质量的影响,以及结构增重对船舶经济性的影响.研究成果可供极地船舶设计参考.