锌铝镁合金阳极在含硫化氢介质的性能研究

为验证在高温且含有硫化氢的介质中牺牲阳极的性能是否满足要求,以某浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)改装项目为例,通过电化学性能试验和计算,验证锌铝镁合金阳极的性能,并研究控制阳极铸造质量的措施。试验结果表明:锌铝镁合金牺牲阳极的性能满足基本要求,可以在温度60℃、盐浓度68000 mg/L、硫化氢(H_(2)S)溶液浓度5 mg/L、pH值为8.0的污油水舱中正常工作,电容量可达794.6043 A·h/kg,理论使用寿命达20 a。

深海半潜式平台系泊系统疲劳分析

海洋工程结构物在进行作业时长期受到环境载荷的循环作用易发生疲劳损伤,需要对其进行损伤评估防止结构失效造成重大损失。本文以南海某一半潜平台为研究对象,借助OrcaFlex软件建立平台及其系泊系统耦合动力模型,并考虑锚链的腐蚀效应,采用时域分析方法对系泊系统进行疲劳分析,得到不同海况下锚链的疲劳损伤,并探究了不同腐蚀模型对锚链疲劳损伤的影响规律,为实际海洋工程的设计提供理论参考。

应急条件下LNG船舶紧急离泊模拟仿真试验研究

LNG船舶属于危险品船,一旦发生水上交通事故,对港区这一特定水域影响巨大。因此,当LNG船舶在港系泊作业条件超过标准限值(如风力超过6级)时,或者LNG船舶在主机故障、全船失电、舵机失灵等应急情况下,需要应紧急离泊。因此,为确保LNG船舶安全,文中利用大型船舶操纵模拟器进行模拟船舶应急离泊紧急操纵。LNG船舶在不同工况下紧急离泊进行多次模拟试验,通过模拟数据分析提出LNG船舶紧急离泊操作方案,为LNG船舶驾引人员对LNG船舶紧急离泊提出具有针对性、可操作性的航行建议。

空爆载荷下碳纤维梯形波纹夹芯结构响应分析

[目的]研究迎爆面和背爆面面板厚度、壁板折角以及芯层高度对碳纤维增强复合材料梯形波纹夹层结构抗爆性能的影响规律。[方法]首先,基于三维Hashin失效准则,利用软件ABAQUS中的VUMAT用户子程序接口,开发纤维增强复合材料损伤演化的子程序模块;然后,通过与公开文献中的实验进行对比,验证爆炸冲击载荷下基于所开发子程序的碳纤维增强复合材料动态响应仿真方法的有效性;最后,基于该数值方法开展碳纤维增强复合材料梯形波纹板的抗爆性能参数化研究。[结果]结果显示,相比增大迎爆面面板的厚度,增大背爆面面板厚度对夹层板抗爆性能的提升更为明显;芯层壁板折角从45°减小至30°时,其抗爆能力提高了1.3%,而当从60°减小至45°时,其抗爆能力提高了6.3%;芯层高度从8 mm增大至20 mm时,其抗爆能力提高了27.7%。[结论]所做研究可为碳纤维增强复合材料夹层结构的抗爆设计提供参考。

腐蚀条件下的海底悬跨管道振动分析

为有效预测腐蚀条件下海底悬跨管道的涡激振动响应,基于Euler-Bernoulli梁理论和改进范德波尔尾流振子方程,引入裂纹梁的等效抗弯刚度,建立考虑腐蚀作用的海底悬跨管道涡激振动模型。运用该模型对海底悬跨管道进行振动分析,并将计算所得结果与通过有限元建立的腐蚀管道模型所得结果相对比,验证该模型的准确性。通过分析不同腐蚀深度下海底悬跨管道的涡激振动特性发现:考虑腐蚀作用的管道在固有频率、位移响应和应力响应等方面与完整管道差异较大,且随着腐蚀深度的增加,变化率逐渐增大;考虑腐蚀作用的管道在发生涡激振动时的不稳定性比未考虑腐蚀作用的悬跨管道更强。

声固耦合方法在舰船水下爆炸中的应用

文章旨在探讨用声固耦合算法模拟舰船水下爆炸是可行的.该文应用国际上通用的有限元程序ABAQUS中的声固耦合算法对舰船几种典型的水下爆炸模型进行了计算和分析,总结和分析了采用声固耦合算法进行水下爆炸数值模拟分析时应注意的方法和技巧,并把部分计算数据和实测数据进行对比分析,结果表明:运用数值分析的手段可以比较真实地模拟舰船水下爆炸的实际,计算结果与实测数据基本吻合,可以满足工程要求.对与水下爆炸相关的工程计算有一定参考价值.

有机硅涂层表面能对海生物附着的影响

随着海洋生态环境保护和防止海洋生物污损的要求，人们试图用具有特殊表面性能的涂层取代有毒涂层来减弱或消除海生物的附着。本文通过对含有机硅防污涂层表面能的测量计算，探讨了涂层表面能各分量对附着生物的影响。实验结果表明，在表面能低色散分量的含有机硅涂层上，随涂层与水的相互作用力分量减小，绿藻和玻璃海鞘的污损增加。

考虑腐蚀影响的FPSO风险接受准则研究

风险接受准则是进行风险评估时一项重要的组成部分。风险接受准则的选取将直接影响到对风险水平的判断。文章通过对一艘FPSO受腐蚀影响造成的构件厚度失效的概率及船体梁极限强度时变可靠性进行计算,根据不同腐蚀条件下的结果和工程实际需要从总体与构件两方面考虑合理的风险接受准则以全面反映FPSO的风险水平。最后以所选择的风险接受准则对检测维护规划行动展开初步的讨论。

腐蚀影响下深海平台系泊锚链疲劳损伤评估

由于海洋环境的强腐蚀性,海洋工程结构腐蚀成为其疲劳损伤评估的重要影响因素。结构疲劳与腐蚀耦合作用机理复杂,往往需要借助试验和实测数据进行研究,但这些方法周期长、成本高且干扰因素众多,实现难度大。该文用锚链直径损失表征其逐年腐蚀效应,基于时域疲劳计算方法和常用腐蚀模型,探讨了腐蚀要素对某半潜式平台系泊锚链疲劳损伤的影响规律,可为实际工程设计提供理论指导和参考依据。

含坑点腐蚀的壳体有限元方法

建立了坑点腐蚀壳板的分层模型(腐蚀层+完好层),求出了腐蚀层的等效材料常数(等效弹性模量和等效泊松比)。开展了坑点腐蚀的应力集中分析,坑点腐蚀壳板的应力集中可分为薄膜应力集中和弯曲应力集中。以超参数壳元为基础推导了坑点腐蚀壳体单元,导出了坑点腐蚀壳体单元的刚度矩阵和等效结点载荷向量的有限元表达格式,单元刚度矩阵通过沿壳体厚度方向的分段积分求得,在积分时腐蚀层的材料常数取力学等效的材料常数,在计算单元等效结点载荷向量时考虑了由腐蚀引起的偏心载荷,在求解单元应力时考虑了坑点腐蚀应力集中的影响,并对应力进行了相应修正。

水下爆炸冲击载荷作用下潜艇冲击环境仿真研究

以某潜艇的基本结构图为基础,建立三维有限元模型,对潜艇结构的冲击环境进行数值实验研究.潜艇的冲击环境是考核潜艇生命力问题的关键.文中利用大型结构分析软件ANSYS/LS-DYNA计算了艇体在不同的炸药当量、不同的起爆位置时的冲击环境,分析了潜艇艇体结构在不同的工况下的冲击响应.通过对潜艇在遭受典型武器攻击后的冲击环境和冲击因子的研究,给出了加速度峰值在潜艇不同部位的分布规律.数据分析表明:潜艇结构的冲击响应峰值在潜艇的不同部位有着不同的趋势,非耐压壳体和耐压壳体之间的各类液舱起到了相当于防爆水舱的作用,使潜艇的冲击环境得到了改善.这对潜艇的抗爆抗冲击性能研究具有一定的参考价值.

球面加载法在舰船舱室爆炸破坏环境中的应用

在研究空中爆炸及舰船密闭舱室爆炸时,提出了球面加载法对现有有限元程序进行改进,计算结果表明:球面加载法能有效改善现有有限元软件在计算冲击波在流场中衰减过快的弊端,且采用球面加载法得到的流场冲击波压力与理论值吻合良好.在此基础上,采用球面加载法对某舰密闭舱室遭受反舰导弹攻击发生爆炸时的破坏环境进行了计算,给出了密闭舱室爆炸时舰船的破坏环境.研究结果对开展相关的研究具有一定的参考价值.

测试海洋污损生物附着强度的动态模拟试验装置

设计了一种测试海洋污损生物附着强度的动态模拟试验装置,该装置采用试样不动而海水流动的方式,模拟了航行中船舶的实际工况,可以方便地测试防污涂层表面污损生物的附着情况,为进一步测试防污材料的表面性能提供了依据。试验证明,该装置性能稳定,能满足测试的要求。

结构参数变化对双层圆柱壳冲击响应的影响

为了研究潜艇结构在水下爆炸作用下的响应特点和潜艇结构参数变化对其冲击响应的影响,该文在大型有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA环境中仿照潜艇结构设计了一个双层圆柱壳体,并对其在相同冲击因子、不同结构参数下的冲击环境进行仿真.以冲击加速度为主要数据,分析了改变内壳板厚、外壳板厚、肋骨尺寸、肋骨间距等结构参数对冲击响应的影响.通过引入各种无量纲化结构参数,得到了双层圆柱壳结构有利于抗冲击的结构参数取值范围,对潜艇抗冲击设计有参考价值.

经验模态分解(EMD)法及其在流噪声实验研究中的应用

经验模态分解(EMD)法是近年来发展起来的一种新的信号分析方法,其创新之处在于通过对信号的分解可以得到一个个与一定物理意义相对应的本征模态函数(IMF),对每一个IMF作Hilbert变化后,可以得到其时-频关系曲线,该分析方法不仅可以分析线性稳态信号,还可用于非线性非稳态信号.该文将其用于有自由液面的陷落式圆腔流噪声实验研究中,采用对比研究的实验方法,判别出与腔体产生的流噪声相对应的本征模态函数(IMF),从而得到了所需的流噪声结果。该方法使用的成功为流噪声的研究提供了一个新的实验研究方法.

船舶腐蚀断裂力学的一种数值计算方法

基于船体表面微裂缝在应力和海水腐蚀耦合作用下的扩展机理,根据Charles-Hillig模型用数值方法模拟了裂缝的动态扩展过程,并用front-tracking图形技术开发了有限元网格剖分软件,从根本上解决了以往该模型无法进行数值模拟的难题。文中侧重于对腐蚀断裂问题进行一般性的基础研究,探索裂缝扩展时的形态以及速度与外荷载之间的关系,数值计算表明,计算结果和实验得出的曲线在形态上比较吻合。

基于异构网络的物联网海洋大气腐蚀加速实验平台

[目的]探究将异构网络和物联网技术应用于海上设施远程监测的可行性。[方法]设计一种基于异构网络的物联网腐蚀加速实验平台,其由感知层、网络层和应用层构成。采用盐雾实验法实现对典型海洋大气腐蚀的加速模拟,感知层采集腐蚀加速实验的发生环境参数和腐蚀参数,网络层采用由ZigBee,LoRa,无线通信技术(WiFi)以及以太网构成的异构网络对感知数据进行传输,最终通过应用层的web应用程序完成对腐蚀信息的呈现。[结果]该实验平台有效实现了对海洋大气盐雾腐蚀的加速模拟,以及复杂环境下的数据传输和远程监测。[结论]基于异构网络的腐蚀加速实验平台的搭建,可为后续基于大数据、人工智能技术对腐蚀规律的研究以及海洋结构物结构件的腐蚀失效进行预测提供平台基础。

单点腐蚀参数对船体板应力集中影响研究

为了研究含圆柱形单点腐蚀蚀孔的船外板孔边处的应力集中,建立了含圆柱形蚀孔的船外板有限元模型,对初始载荷的大小、蚀孔深度及半径对应力集中的影响进行了数值计算,基于最小二乘法拟合出了应力集中系数随蚀孔深度的变化曲线,研究表明,含圆柱形蚀孔的船外板孔边应力集中系数与初始载荷的大小无关,随孔深的增大而增大,随孔半径的增大而减小,且相对于孔半径的变化,孔深的变化对应力集中的影响更为明显。该研究可为考虑腐蚀的老龄舰艇强度计算提供参考。

船体腐蚀对船舶强度的影响

基于营运船的船体腐蚀状况,运用船体剖面模数概念,分析了船体腐蚀对船舶强度的影响,提出了一些保证船舶强度的措施,为船舶的保养工作提供参考,以减少船舶安全事故的发生.

经电解的压载水对压载舱的初期腐蚀行为

为研究经电解的压载水对压载舱初期的腐蚀行为,采用静态挂片失重、电化学测试及腐蚀产物表面形貌对比等手段研究余氯浓度、腐蚀时间对碳钢初期腐蚀行为的影响.研究结果表明:电解压载水具有较强的腐蚀性;经电解压载水腐蚀产生的腐蚀产物层致密,且余氯浓度越高,腐蚀产物层越厚;电解处理过的压载水中的有效余氯不会明显加速涂层金属的腐蚀失效.该结果对日后压载舱的防腐蚀设计以及压载水电解处理装置在船舶上的推广应用具有重要的意义.