CATIA_V6 CAA定制船体结构建模功能模块开发

为了提高CATIA_V6(3D Experience)三维设计平台船体结构建模效率，利用CAA二次开发技术手段，定制快速构建船体结构模块。该功能模块，基于传统船舶设计软件输出的母型船结构几何模型及属性数据，获取创建CATIA SFD（Structure Function Design）设计阶段所必备的参数信息，包括读取xml属性文件，获取零件重心位置，板厚、型材规格、板厚朝向、边界对象等数据，实现基于母型船体结构模型数据，快速构建SFD船体结构模型，最后用实例验证该功能模块的有效性。     

油船实际装载操作中应校核极限强度

由于船体梁极限强度校核值不需要经船级社认可批准,不必纳入装载手册,仅需在设计阶段进行校核。实际设计工作中设计者会根据各自的需要和经验在结构吃水从出港到到港全程设计不同的中间状态,产生不同的实际操作最大静水弯矩值,供设计阶段校核船体梁极限强度的实际操作最大静水弯矩包络值值不且唯一性。文章以某实船为例进行计算分析,发现中间装载过程对弯矩包络值影响较大,不同的中间过程会产生不同的弯矩包络值,若以其中某组较小包络值作为设计阶段船体梁极限强度校核值,同时在船舶营运实际操作中又不对此船体梁极限强度进行校核,会给实际营运的的船舶带来安全隐患。为防止出现这一问题,建议将船体梁极限强度校核值作为强度衡准放入完工装载手册用以指导船长实际操作,确保所有实际操作状态的弯矩不得超过船体梁极限强度校核值。     

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。     

三体两栖潮间带风电运维船的概念设计

针对三体船性能特点和我国海上潮间带风电场涨潮有水、退潮无水的特殊情况,以及目前尚无出入潮间带风电场专用设备的现状,为了保证海上潮间带风电场风电机组正常运行和维护工作的实施,进行三体两栖运维船方案构思和两栖船的水陆驱动方式的确定。运用CFD软件建立三维数值水池,考虑不同侧体布局的船型方案,通过对快速性能和耐波性能的仿真计算,最终确定性能较优的船型。对三体风电维护船的船型设计和风电运营效率的提高有较大的现实意义。     

一种带多约束的船体分段点集数据分析方法

为了达到船体分段建造的精度要求,船体分段的测量点集与设计点集的数据分析技术是关键。在船舶领域中,传统的点集数据分析方法没有考虑多种船舶约束,因此数据分析出来的结果与实际结果相差较大。针对此情况,提出一种考虑多种船舶约束的数据分析方法。首先采用基于高斯混合模型(GMM)的相干点漂移法(CPD)算法,获得数据分析初值;然后利用权值向量实现对不同方向上精度要求的误差分配,同时把垂直度、平面性和水平度等多种工程约束引入数据分析的多优化目标函数中,通过调整多约束权值,求解出更合理的数据分析结果。实例表明,该方法在满足多种船舶约束的情况下,可获得更合理的数据分析结果,为后续的合拢搭载提供一定依据。     

基于特征替换的船体结构批量参数化建模方法

船体结构中大量相同、相似并且有依附结构的构件,建模时存在重复操作多、工作量大、构件轮廓与其依附结构难以自动随形变化及建模效率低下等特点。基于此,提出一种基于特征替换的船体结构批量参数化建模方法。基于NX开发平台,设计考虑船体结构特征的参数化草图模板,通过开发的特征识别与特征替换算法,确保新建的船体构件轮廓与其依附结构自动随形变化,实现构件的批量自动化建模。最后,对几类主要的船体构件进行测试,实现批量自动化建模,建模效率有明显提升。     

内河船舶极限总强度的试验研究

介绍了有关内河船舶极限总强度的一些试验研究工作,重点考察了不同骨架形式对船体总纵极强度的影响,得出了一些具有实用意义的结论。     

Development of super element to perform direct analysis on failure assessment of hull structures based on FAD

Failure assessment diagram (FAD) has great potentials to be a powerful tool to assess the integrity of hull structures. However, the current methodology to obtain the fracture ratio and the load ratio, two axes of FAD, for hull structures is tedious and burden which is one of the major obstacles to advance the further application of FAD. In this paper, a super element is introduced to obtain those two ratios simultaneously in the framework of linear elastic analysis within a single step. Besides, the virtual section closure technique is proposed to compute the reference stress under the inspiration of virtual crack closure technique to compute the stress intensity factor. The capacity of the proposed super element has been assessed by two classic examples of a plate with central crack and a cylinder with circumferential crack. The results obtained from the super element are compared to the corresponding analytical solutions. Finally, the cracked Nishihara specimen (NST-3) was examined and the facture ratio and the load ratio obtained by the super element were compared to those obtained by the global analyses. The comparisons indicate that the proposed super element is accurate. No convergence troubles were encountered. Therefore, the methodology developed in this paper could be a very useful addition to perform the direct analysis on the failure of hull structures due to large crack extensions based on the failure assessment diagram.     

船舶总体振动计算方法与实船振动测试技术研究

由于精品船型93000t 散货船首次设计建造,为确定该船型的固有频率及振动响应,以决定是否安装平衡补偿器,本文应用有限元法对93000t散货船进行船体总振计算,得出局部结构的振动响应值超出相应的振动标准,并根据求得的振型节点确定了平衡补偿器的安装位置。同时对93000t散货船的振动响应进行实船测试,与数值仿真计算值进行比较,确定计算精度,从而总结出一套计算船体振动的可靠方法,并且对安装平衡补偿器的效果进行实船测试,确定安装该装置的必要性。     

五体船波浪中运动与增阻的主片体协同优化研究

以波浪中的运动和增阻为目标,进行了五体船主体型线、片体主尺度和布置的协同优化。解决了型线自动变换、参数化自动建模及计算网格合并等关键技术,实现了五体船全船的自动建模。利用ISIGHT进行建模与水动力计算的集成,建立了主片体协同多目标优化系统。运用遗传算法进行多目标优化,结果表明优化后五体船运动和增阻都有所改善,并对非规则波中的情况进行了一定的探讨。