深水海工作业船下水有限元分析

文章以深水海工作业船（SSV）为研究对象,使用Femap软件对其下水过程进行有限元分析,通过计算对下水方案进行优化和改进,适当加强船体结构及下水工装,以保证船舶下水满足强度及稳性要求,为后续类似工程提供技术支持。     

船艏冰刀对船冰碰撞时结构动力响应影响分析

为探讨极地冰区船舶通过加装船艏冰刀的方式能否改善船冰碰撞结构动力响应的问题,采用非线性有限元方法,从能量转换、应力、应变云图、碰撞力和船速随时间变化关系等多个角度,比较有、无艏部冰刀两种情况下,船舶艏部与排冰发生碰撞时的动力响应规律。结果表明,加装艏部冰刀可减小船体自身的损伤和变形,改善船舶破冰性能。     

一种水下紧固带装置的设计及分析

为保证潜艇救生筏系统中承压容器在水下环境中的紧固稳定性,提出一种水下紧固带装置的结构设计方案,该装置结合橡胶弹簧,使其可以自主补偿水压作用下承压容器产生变形后所减小的紧固力,防止容器变形后致使紧固失效,利用有限元分析和MATLAB数据拟合的方法得出承压容器在不同潜深下的变形计算公式,推导出橡胶弹簧陆上预压缩量与潜深的关系式,分析主要设计参数对紧固力的影响并给出合理取值范围。通过实际制造和装配,在水深30 m范围内进行42次紧固试验,结果表明,该紧固带装置的可靠性达到96%以上,满足实际应用的要求。     

基于BP神经网络的船闸基坑变形预测方法

船闸基坑开挖改变了地层中的原始应力状态,造成临近地面及临近建筑物产生变形。对基坑临近地面及建筑物变形进行预测,以选择经济合理的支护措施尤为重要。依托实际船闸基坑工程,考虑粘聚力、内摩擦角、弹性模量、基坑深度、放坡坡率以及地下水因素共同作用,采用有限元软件Midas GTS/NX对各因素通过正交设计后的基坑施工工艺组合开展了数值模拟,得到了不同组合下基坑临近地面不同位置处的变形特征。基于BP神经网络理论,建立了滨海地区船闸基坑无支护情况下开挖时临近地面变形的三层结构(7-7-1)神经网络预测模型。利用得到的179组基坑沉降数据对模型进行训练,21组数据对模型进行验证。结果表明,模型能够很好地对滨海地区基坑临近地面沉降进行预测。该方法可为类似工程支护措施设计提供参考。     

基于有限元分析的大型豪华邮轮船型研究

为找出初期大型豪华邮轮船体造型中存在的缺陷,提出基于有限元分析的大型豪华邮轮船体造型研究方法。以某大型豪华邮轮资料实施对标分析构建船体有限元模型,选取四节点减缩积分板单元S4R划分网格,依照相关标准在模型内引入初始几何缺陷。将不同的工况与载荷加载至船体有限元模型上,并设定相应的边界条件,在此基础上分析船体造型的应力与相对变形情况。结果显示：研究对象受整体纵弯矩包络线载荷影响,底部甲板中间区域形成较大面积无法满足应力标准的区域;受整体纵剪力包络线载荷影响,部分强框架局部区域产生的应力变化不符合相关标准;外底板与内底板结构的屈曲应力成分主要为短边受压应力,随甲板高度提升,板格屈曲应力成分从短边受压应力转换成剪切应力。     

拖网渔船系泊设备支撑结构强度分析

为确保拖网渔船系泊设备的支撑结构强度满足系泊作业需要,依据中国船级社的相关规范要求,对拖网渔船船尾系泊设备的支撑结构开展基于ANSYS的强度分析校核。针对船尾系泊设备布置特点,根据仿真计算结果,发现支撑结构高应力区域,为改进系泊设备支撑强度提供参考。     

舰船舱室环境空气中VOC轴向被动采样速率研究

快速获取有效、可靠的被动采样速率对被动采样器在舰船环境监测领域的应用十分重要。传统被动采样器的模型要求得到吸附管的物性参数,获取参数困难且难以推广。本文通过建立理论模型及实验舱测定等2种方式提供被动采样速率的标定方法及参考值。基于集总参数简化吸附传质模型,并搭建实验舱测定代表性VOC污染物的被动采样速率,通过回归拟合得到了模型中的关键表观参数。     

基于LES的螺旋桨精细流场特性分析与研究

为了研究大侧斜螺旋桨的精细流场,采用有限体积法结合大涡模拟(LES)模型,对E1619螺旋桨的速度场、压力场、涡量场和湍动能场进行不同程度的分析。模拟结果表明：大涡模拟很好地捕捉了尾流涡结构,梢涡互感合并的本质是相邻的下游梢涡将上游梢涡推向尾流轴向速度较高的内半径区域,梢涡与相邻上游梢涡的随边涡符号相同,导致他们相互吸引;近场轮毂涡比梢涡强度更高是因为轮毂涡包含了叶根涡,且其衰减速度更快;外半径湍动能极大值在梢涡处,且梢涡的不稳定现象极大地影响了外半径湍动能的变化,内半径湍动能先减小后增大,其增大原因是梢涡失稳导致轮毂涡振荡产生湍流。     

高速磁浮列车涡流制动试验台设计

为研究涡流制动的影响因素,设计了涡流制动试验台的系统方案,并简要介绍了系统各单元模块的功能。重点对试验台机械系统设计方案做了阐述,确定了轨道轮的尺寸、电机的功率和试验台的转动惯量;对试验台的涡流制动力进行了理论和仿真计算,并对比了高速磁浮列车涡流制动实测数据,显示三者误差较小。     

砌石挡土墙稳定性的模型试验及数值模拟

利用数值计算软件对挡土墙稳定性进行数值模拟分析是研究挡土墙在不同荷载作用下响应的重要手段之一。以模型试验中砌石挡土墙的尺寸为基准,采用分析软件ABAQUS建立砌石挡土墙的二维和三维有限元模型。在模型中,背后填土采用Mohr-Coulomb弹塑性本构,同时在挡土墙及背后土体的多个关键位置设置接触,以考虑各部分之间的相互作用。为验证模型的有效性,对某公路挡土墙结构进行拟静态的倾斜试验,以相同的加载条件对有限元模型进行模拟分析。研究结果表明,挡土墙墙面缺乏整体性,同时墙后砾石下沉,最终导致墙体发生坍塌破坏;数值模拟和模型试验结果的对比分析,证明提出的有限元模型模拟挡土墙倾斜过程的合理性;相比于三维模型,二维模型计算过程更加稳定,为后续挡土墙的抗震计算分析奠定了基础。