A regression and beam theory based approach for fatigue assessment of containership structures including bending and torsion contributions

Container shipping has been expanding dramatically during the last decade. Due to their special structural characteristics, such as the wide breadth and large hatch openings, horizontal bending and torsion play an important role to the fatigue safety of containerships. In this study the fatigue contributions from vertical bending, horizontal bending and torsion are investigated using full-scale measurements of strain records on two containerships. Further, these contributions are compared to results from direct calculations where a nonlinear 3D panel method is used to compute wave loads in time domain. It is concluded that both bending and torsion have significant impacts on the fatigue assessment of containerships. The stresses caused by these loads could be correctly computed by full-ship finite element analysis. However, this requires large computational effort, since for fatigue assessment purposes the FE analysis needs to be carried out for all encountered sea states and operational conditions with sufficient time steps for each condition. In this paper, a new procedure is proposed to run the structure finite element analysis under only one sea condition for only a few time steps. Then, these results are used to obtain a relationship between wave loads and structural stresses through a linear regression analysis. This relation can be further used to compute stresses for arbitrary sea states and operational conditions using the computed wave loads (bending and torsion moments) as input. Based on this proposed method for structure stress analysis, an efficient procedure is formulated and found to be in very good agreement with the full-ship finite element analysis. In addition it is several orders of magnitude more time efficient for fatigue assessment of containership structures.     

集装箱装卸桥吊具卷缆系统防失控改造

针对西门子电控系统集装箱桥吊吊具卷缆子系统在使用过程中发现的缺陷进行改造。通过修改西门子变频器参数,可有效避免桥吊吊具卷缆系统由于通信故障引发的失控,不但节约了成本,而且提高了桥吊可靠性。     

“穷举法”在油船货油舱分舱优化设计中的应用

为实现油船货油舱分舱优化,以一艘大型油船为例,根据MARPOL公约和共同结构规范(HCSR)的要求,在主尺度、船型和货油舱总舱容确定的情况下,以最小静水弯矩为优化目标,基于"穷举法"编制优化货油舱横舱壁位置的应用程序。实际应用结果表明,该程序可运用到油船的分舱优化中,能达到快速、合理地分舱,提高设计效率的目的。     

基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统

众所周知水下电磁环境复杂,在水下采用电缆传输电信号非常容易受到海洋电磁环境干扰,并且随着距离的增加,电信号受到干扰和衰减也就越大.因此水下中长距离的信号传输采用光电复合缆传输是一个比较好的选择,光纤用来传递水声信号,电缆用来传输电力.因此本文设计了一种基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统,能够很好地解决上述问题.本设计将要采集和发射的水声模拟信号在采集发射端和主机端转换成光信号,端到端之间的传输采用光信号,而采集发射端的供电则由光电复合缆的电缆提供.     

舰船加筋板局部强度评估中的总纵应力折减系数研究

舰船加强筋尺寸的合理确定一直是结构设计中的热点问题。本文综合考虑总纵弯曲应力和局部载荷的相互作用,研究加强筋的许用应力折减系数(C_s)的影响因素与合理取值方法。通过分析加强筋的力学模型、对比不同规范中的C_s取值,以及用非线性有限元软件Abaqus计算一系列加筋板模型,拟合C_s曲线并与规范对比,并验证剖面对称性和局部载荷作用方向对C_s取值的影响方式,丰富了舰船局部强度校核方法的技术背景,为板架设计、舰船三维局部校核程序开发提供借鉴。     

轨道车辆车下线缆波纹管自动穿线方案研究

通过九屏幕分析法、因果分析法和功能分析法梳理了轨道车辆车下线缆波纹管穿线的技术难点,提出新的波纹管自动穿线方案。通过方案成本核算、效率分析和工人体力负荷改善性分析对新的波纹管自动穿线方案进行评价。改进后的波纹管穿线方案能有效地提高工作效率,降低操作员的工作强度。     

成昆铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区模型试验研究北大核心

为研究铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区的受力形式,以成昆铁路金沙江大桥为工程背景,针对该桥采用的新型梁顶混凝土锚固构造,通过缩尺模型试验研究其在不同荷载下的应力分布和开裂特征。结果表明:在斜拉桥成桥恒载索力作用以及最不利荷载组合索力作用下,C7锚固块更容易发生破坏,将其作为试验构件开展缩尺模型试验,发现锚固块在不同张拉荷载作用下张拉至设计索力的过程中,应变增幅基本上线性增加,卸载后同样呈线性减小,说明混凝土受力处在线弹性阶段,且应力在规范要求范围内。在试验荷载加载至140%设计索力时,锚固块前端倒角位置开始出现细小裂纹且随荷载的增加不断开展。当荷载卸载至0时,之前出现的裂缝随荷载的减小逐渐闭合,宽度肉眼不可见,表明该构造能够满足正常使用要求且具备足够的安全储备。     

25t轴重荷载作用下隧底脱空区域受力特性分析

为了研究在役铁路隧道在通车之后隧底脱空病害的问题,采用有限元理论,建立隧道脱空区域在围岩压力与25 t轴重列车动载作用下的数值计算模型,主要研究80 cm与40 cm脱空宽度分别距隧道中心线0,80 cm与160 cm时脱空区域的受力特性。结果表明:在围岩压力下,脱空区域中线上壁和外侧顶角混凝土中产生拉应力及内侧顶角中产生压应力,其中压应力对脱空的宽度更为敏感;同时施加列车动载作用时,脱空区域上壁出现了竖向动应力与横向拉应力,得到了脱空区域力学指标的最大响应值及其出现的具体位置,宽度的增加对脱空区上壁横向拉应力更为显著,上壁横向拉应力增幅超过200%,竖向动应力增幅达50%。因此,隧底脱空区周围应力分布复杂,拉应力与压应力在脱空区域同时存在,应力突变严重,对脱空现象应及时组织处理。     

铺缆船用电缆埋设犁土壤挖掘阻力计算

传统的计算埋设犁土壤挖掘阻力的方法一般采用经验公式计算。经验公式依赖丰富的试验数据，且只能适应特定形状和尺寸的埋设犁。由于埋设犁的形状和尺寸各不相同，基于经验公式计算土壤挖掘阻力的方法准确性不高。根据土力学基本原理，在力学分析的基础上，运用数学方法进行公式推导，得到用于计算不同形状尺寸埋设犁挖掘阻力的理论方法，解决依赖经验公式计算土壤挖掘阻力的局限性。     

船舶电缆自动化敷设系统设计与实现

在船舶电缆敷设过程中,很难借助有效的工装提高劳动效率,低空间的高强度作业存在严重的安全风险。以船舶电缆自动化敷设系统为分析对象,介绍系统组成和系统接口,采用比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)算法计算系统行程,通过PROFINET总线完成数据传输,以人机界面(Human Machine Interface,HMI)实现系统性能要求。在风电安装平台上的实际运用表明,该系统可解决造船行业劳动力成本高和安全风险大的问题。