基于CFD和试验的襟翼帆设计研究

对远洋船舶利用风能的特点进行了分析,设计了一种带有缝翼和襟翼形式的襟翼帆,来提高船舶风帆的升力。首先,对该襟翼帆模型的大量参数进行仿真优化,得出了不同参数对模型空气动力学特性的影响规律,并确定了该模型较为理想的参数值,仿真条件下该模型的最大升力系数在2.75左右;然后,对缩小后的模型进行风洞试验,该模型试验的空气动力学特性与仿真吻合较好,最大升力系数在2.52左右(在允许误差范围之内);最后,给出了在海况条件下该模型的相关仿真和实验控制特性曲线图,两者基本吻合,进一步证明了设计的准确性。     

船舶甲板分段纵骨焊接变形和残余应力数值模拟

基于非线性分析软件Abaqus,采用顺序耦合的热弹塑性有限元方法研究典型船舶甲板分段纵骨焊接的变形与残余应力问题。焊接过程中的温度场分析采用具有截面积分shell单元的shell/solid模型,移动热源为高斯分布与均匀体组合热源,材料考虑应变随温度变化的特性。通过与T型接头焊接实验结果对比,验证了方法的可靠性。在此基础上,计算分析了甲板分段纵骨焊接的整体变形和局部板格变形,并讨论了外板纵向和横向焊接残余应力分布规律。     

船用低速柴油机曲轴轴向振动研究

以船用大功率低速柴油机柔性体曲轴为对象,在考虑气体力、运动部件惯性力、扭纵耦合效应等因素的情况下,建立曲轴、连杆、活塞的刚柔混合动力学模型。通过数值仿真,分别对连杆推力、连杆法向力和切向力对曲轴轴向振动的影响进行分析。分析结果表明：法向力是曲轴轴向振动的直接激励源,切向力是曲轴轴向振动的间接激励源-切向力引起曲轴扭振,进而引起曲轴纵振;同时法向力和切向力对曲轴轴向振动的影响非常相近;而连杆推力(法向力和切向力合力)引起的曲轴轴向振动是扭纵耦合振动的结果,并非两种分力作用结果的简单叠加。     

铝合金游艇结构强度比较分析研究

针对游艇在概念设计阶段只是对外观、结构、空间、布置做初步设计,而结构强度是否能够满足规范要求的不确定性问题,采取规范中规定的总强度载荷弯矩计算方法,分别计算了静水总纵弯矩、垂向波浪弯矩、垂向波浪冲击弯矩,从而得到加载的总纵弯矩。对两艘分别名为Kalos和Scrub铝合金概念游艇进行结构建模以及有限元分析,对中拱和中垂两种工况下,艇体总纵强度和变形情况进行校核,根据应力结果和变形特点对结果进行优化处理。     

横骨架式结构装载钢卷的直接强度评估

目前的结构规范中对于装载钢卷的结构构件尺寸要求仅针对纵骨架式结构。但在实船设计时,仍有部分内底（如管弄）和底边舱区域会采用横骨架式甚至混合骨架式结构布置。文章基于协调共同结构规范关于纵骨架式结构装载钢卷时计算的理论背景,采用有限元法,探讨和建立一种可行的横骨架式结构装载钢卷的直接强度评估方法流程。经实船算例分析验证了方法的可行性和合理性,表明该方法具有实际工程价值。     

基于不同规范的某船船体结构总纵强度评估对比

基于《水面舰艇入级规范》《舰船通用规范》,对某船进行垂向波浪载荷计算、总纵屈服和极限强度评估,结果表明:《水面舰艇入级规范》对第二类舰艇中垂状态下的波浪载荷的计算可能对波浪的冲击作用考虑不足;总弯曲应力的计算未考虑纵向构件的失稳和局部载荷引起弯曲应力合成等影响,计算方法偏简单;极限状态下的对波浪的砰击作用可能考虑不够,给出的极限强度储备系数相对偏小。     

承受搁置脚载荷的舰船甲板纵骨设计方法

某些设备搁置在甲板上的搁置脚为金属结构,此时与甲板接触区域压力分布具有不均匀性,直接进行均布载荷作用下的线弹性计算不合适。本文采用有限元软件进行非线性接触计算,通过数据处理,得到甲板纵骨接触力分布规律,即甲板纵骨接触力的分布主要集中在3个部位。在此基础上,建立了三力平衡模型,提出了3个力分别对应的计算公式,并通过多跨梁简化模型验证了其合理性。     

T型接头横向埋藏裂纹扩展特性

基于断裂力学理论和有限元分析,研究T型接头横向埋藏裂纹扩展特性,实现了双向拉伸载荷作用下T型接头横向埋藏裂纹扩展形状变化的数值模拟。结果表明:T型接头横向埋藏裂纹扩展至结构表面时的形状为近圆形,与裂纹埋藏位置和初始形状无关;埋藏于焊趾端部板材中的裂纹扩展快于埋藏于焊缝中的裂纹扩展。     

采油工艺管柱自动导向器

设计了一种新型采油工艺管柱导向器,通过应用该导向器,在作业中实现管柱铰接,可有效解决由套管套变引起的封隔器损坏、失效现象,起到保护封隔器胶筒的作用.并可解决大斜度井、定向井工艺管柱偏磨与导向问题,减少对管柱接箍的损坏及对套管的刮磨破坏,提高其使用寿命.可广泛应用于油水井增产增注工艺管柱上.     

纠偏位移控制法在大跨度钢管拱肋纵移中的应用研究

为保证异位拼装的大跨度钢管拱桥拱肋在脱架、顶推纵移过程中线形、内力不偏离设计要求,提出一种纠偏位移控制法。该方法以位移偏差作为控制参数,采用单因素逆推法确定某一维度的纠偏荷载量值及类型,将其反向作用于施工状态下的拱肋,使发生偏移的结构恢复至设计初始位置,再于3个维度方向重复纠偏过程,以达到纠偏要求。以贵南高铁澄江双线特大桥加劲钢管拱肋施工为背景,建立拱肋脱架及纵移模型,经比选采用刚性支承张拉方案进行系杆张拉;基于所提出的纠偏位移控制法进行拱肋实际顶推纵移过程纠偏,以验证其纠偏效果。结果表明：由位移偏差逆推计算纵移过程中纠偏荷载,实现了横桥向及竖向精准纠偏,拱肋测点横桥向、竖向应力极值相对误差分别降低55.56%、27.72%,确保最终成拱线形光滑平顺,符合设计曲线,截面应力接近设计应力水平。