桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果影响研究

随着航道上大跨度桥梁的建设愈加广泛,其桥墩在水面附近往往具有一定的倾斜角度。为研究桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果的影响,文章基于装备自浮式防撞装置的2种倾斜方向的桥墩与6000DWT级散货船为研究对象进行非线性有限元仿真碰撞计算,分析桥墩倾斜方向对不同航速船舶撞击下桥墩撞击力、系统能量转换、船艏结构破坏的影响。结果表明:外倾式桥墩受到撞击力更小,其防撞装置通过变形吸收能量更多、防护效果更好。研究成果可为大跨度桥墩设计与防撞装置的开发提供重要的参考价值。

邮轮内装物资物流集配风险评估

为量化邮轮内装物资物流集配风险并科学配置管控资源,结合置信规则库和贝叶斯网络,用于解决具有不确定性和模糊性的风险评价信息.辨识影响邮轮内装物资物流集配的关键风险因素,多维度细化风险参数表达,基于风险参数结构及权重,建立包含置信度的规则库表示风险参数与风险状态之间的对应关系;融合模糊评价数据,利用贝叶斯推理技术,得出风险因素在风险状态上的置信度分布,引入效用函数实现概率值向精确值的转换,并得到风险因素的排序结果;通过敏感性分析验证该模型的逻辑性、适用性和准确性.结果表明:邮轮内装物资物流集配风险排序位列前三的分别为内装总包商对供应商及物流服务商监管不善、参与主体权责划分不明确、以及仓储设施不满足物资存放要求.

船舶球鼻首声呐导流罩连接结构设计及模型试验

提出了船舶球鼻首导流罩玻璃钢壳体与船体结构之间的两种新型连接结构——纤维桩结构和柔性密封螺钉连接结构 ,即 :在钢构架与玻璃钢壳体之间采用纤维桩连接结构 ,玻璃钢壳体边界与船体搭接板之间采用加橡胶柔性密封的螺钉连接结构。导流罩的局部小模型和 1∶ 1局部大模型试验证明 ,该连接结构能保证导流罩具有足够的强度和水密性 ,其性能优于现有螺钉连接结构 ,适合于装船使用。同时 ,利用 MSC/Nastran大型有限元分析软件对 1∶ 1局部大模型进行了数值计算分析。根据试验和有限元计算结果 ,得出在采用纤维桩结构连接后 ,玻璃钢壳体的应力和变形规律 ,并提出了玻璃钢导流罩壳体强度衡准。依据该衡准 ,通过数值模拟分析 ,对整体玻璃钢导流罩的纤维桩布置方式进行设计 ,以求用尽量小的纤维桩数目来满足强度要求 。

CFD辅助船舶艉部水润滑轴承设计的研究

船舶艉轴系统多采用水润滑。利用CFD分析了水润滑下低速重载轴向半开槽轴承和轴向全开槽轴承在相同偏心率下轴承凹槽结构对轴承内部温度和承载能力的影响。结果表明:全开槽轴承温度较低,说明轴向凹槽对于轴承的冷却起着决定性的影响;下半部分光滑的半开槽轴承比全开槽轴承的负载能力大,半开槽轴承有一个连续的压力分布,允许水力膜产生连续的动压力,使得轴承的负载能力较高。通过利用CFD对水润滑轴承进行数值模拟,比较2种不同开槽轴承的润滑状态和水动力特性,为水润滑轴承的设计和选型提供了有参考价值的各种参数。

Ro-Ro船首门砰击载荷设计值的确定

本文结合非线性切片理论与Stavovy-Chuang砰击理论,给出了一种预报船舶艏部砰击压力的方法,并就某Ro-Ro船的水池模型试验结果与理论预报结果进行了比较,证实了方法的可靠性;结合砰击压力的作用特点,提出了Ro-Ro型船艏部砰击压力设计值的直接设计计算方法,并与有关国内外规范设计值进行了比较和分析,给出了可用于指导首门局部结构设计的设计压力值。

错层式钛合金球鼻首导流罩结构形式研究

针对有特殊声学要求的球鼻首导流罩,为满足其透声要求,提出错层式钛合金球鼻首导流罩的结构形式。首先提出了基本结构形式,分析了这种结构形式下连接结构的水密性、结构方案的经济性。运用有限元计算方法对结构强度进行了校核,并对声学性能进行了分析。研究表明:这一结构形式能够满足声呐特殊的工作要求,且结构设计可行。

两种类型焊丝在桥梁角焊缝中的应用试验及工效分析

桥梁制造大量采用实芯焊丝焊接,与船厂习惯采用药芯焊丝不同,针对公司承接的桥梁单元制作工程,本文使用CO_(2)角焊小车,采用相同直径的实芯焊丝和药芯焊丝在不同的焊接参数、不同的焊接工件角度、不同的焊接工件坡口的工况下进行应用对比试验。通过焊接试验两种焊材的适用焊接参数、焊缝成型、焊接效率等数据,对比分析两种焊材焊接的应用差异和工效差异,并将结论应用于产品建造。

舰艇球鼻首金属导流罩的结构声学设计

针对舰艇球鼻首为声呐服务的主要功能,为提高其透声性能,对新型金属双壳导流罩的声学设计进行研究。研究从金属单层板和双层板的透声基本原理开始,通过计算和试验分析双层平板的透声状况,并选取钛合金材料作为新型导流罩的建造材料,用理论公式和有限元建模两种方法计算整体球鼻首的透声状况。为保证真实性能,建造实体模型对其进行了试验验证。通过此项研究验证了这种双壳结构的金属球鼻首导流罩具有良好的透声性能,实验结果满足声呐的工作要求。

船体首部曲面的数学解析描述

应用数值分析和计算几何理论，根据船体首部线型特点，建立首柱轮廓线数学模型；计算水线首圆弧圆心、半径和切点，确定首圆弧半径线；给出首部曲面的通用方程式。在此基础上，求出首圆弧空间切点线和甲板边线的修正段。实船计算结果表明：线型正确，算法精确。

船体艏部水动力性能优化

提出一种以势流兴波阻力理论Rankine源方法为基础,结合SHIPFLOW软件为计算工具,利用CAD-CFD集成平台FRIENDSHIP-Framework软件进行变形优化,研究船舶的最小兴波阻力型线优化设计的方法,并考察了兴波优化得到的船型总阻力变化情况。在型线优化过程中,以兴波阻力系数为目标函数,排水量变化范围为约束条件,在Wigley船体前端增加一个利用Feature建模技术参数化生成的球艏并调整艏部型线使得船体表面光顺。选取球鼻艏形状的各项参数作为基本设计变量,利用DOE方法对船艏进行优化,获得了设计航速下兴波阻力较小的船型,验证了所提方法进行船艏型线优化的有效性。相应的考察变形及优化前后总阻力变化情况表明:在高傅汝德数情况下增加球艏所带来的粘性阻力的增加小于兴波阻力的减小量,总阻力得到了改善,优化后得到的球艏能在进一步减小兴波的同时减小总阻力。此外,还运用所提方法对3100TEU船型的船艏,利用Delta Shift方法进行变形,在设计航速下,将变形的参数作为设计变量,利用DOE方法进行优化设计。结果显示:在排水量限制范围内当球鼻艏向上向前伸展一定长度时可以降低兴波阻力。与此同时,由于优化前后船体湿表面积变化很小,粘性阻力的变化并不明显,兴波的减小则使得总阻力得到了改善。

高强度钢缓冲型船艏研究

在船舶碰撞事故中 ,一般船侧的破损程度比船艏大 ,从环境保护的全局意识及降低整体经济损失的角度出发 ,应该在保证船艏结构在能够承受常规载荷的前提下适当地减小其纵向刚度 ,使其在撞击船侧时导致船侧破损的可能性降低。笔者从损伤形态、碰撞力、碰撞力密度和能量吸收等方面对采用高强度钢的缓冲船艏进行研究 ,发现船艏结构采用高强度钢在等强度的条件下 ,可减小结构的板厚和船艏结构的临界压溃载荷 ,从而降低对被撞船舶侧结构的破坏。

钛板夹芯结构透声窗设计方法

对两层金属平板、中间橡胶夹芯的结构进行了设计,认为金属平板和芯层中都有纵波和横波的传播,应用传递矩阵法建立了平板夹芯结构声学设计的理论模型。利用该模型设计出一种钛板夹芯结构,并对该夹芯结构进行了透声性能分析。数值计算结果表明该方法设计出的钛板夹芯结构具有良好的透声性。

紧急制动工况下汽车通风盘式制动器瞬态温度场分布的研究

以某乘用车前轮采用的通风盘式制动器为研究对象,建立其热-结构耦合的3维有限元分析模型.在此基础上采用直接耦合法对该通风盘式制动器在紧急制动工况下的瞬态温度场进行仿真分析,获得整个通风式制动盘和摩擦片在紧急制动过程中温度场的分布情况及变化特性.结果显示:在整个紧急制动过程中,制动盘温度场的分布不是轴对称的,其在径向、周向及轴向3个方向上均存在着一定的温度梯度;制动盘的最高温度出现在1.91 s,最高温度为227.1℃.同时对该通风盘式制动器进行了与仿真分析相同制动工况下的台架试验,所获得的实验结果与仿真计算结果基本一致,从而验证了仿真分析的有效性,为通风盘式制动器的设计及优化提供了理论基础.

船舶首部相对运动及甲板上浪的预报

本文以一艘高速船为研究对象,进行各种航行状态下的相对运动系列试验,并测定其在不规则波中船首甲板上浪频率。通过试验数据的分析和拟合,给出了计算船首相对运动升高系数的关系式。文章还对船首相对运动和甲板上浪进行理论计算,计算中引入了船体水线以上形状对甲板上浪的影响,预报结果与试验值吻合良好。

考虑桩-水-土耦合的船桥碰撞损伤特性

船桥碰撞问题是一种复杂的非线性动力学问题,现存规范经验公式只能对其最大碰撞力进行预测,无法全面预测船-桥结构的损伤特性,而有限单元法可有效地对这一不足进行补充。通过LS-DYNA软件研究考虑桩土作用和流固耦合效应的船桥碰撞损伤特性,通过数值仿真与试验结果、AASHTO规范公式的对比分别验证钢筋混凝土材料模型的准确性以及桩-水-土耦合方法的有效性;分析典型碰撞场景下船舶和桥墩桩基结构的碰撞损伤特性;讨论船速和船撞角度等因素对船桥碰撞损伤的影响。结果表明:典型船桥碰撞场景下船舶和桥墩结构的损伤均较为严重;船撞速度、角度越大,碰撞力峰值也越大;桩土作用和流固耦合效应均不可忽略。该结果可为船舶和桥墩结构设计提供一定参考。

一种实用船型设计方法(2)——特殊船尾及其推进性能分析

介绍了四种具有完全不同尾型的实用双桨船型的优化设计结果,即双球尾船型、蜗尾船型、双尾船型、双 尾鳍沿海客滚船船型,都取得了很好的推进性能与节能效果。在设计航速下,与各自的对比常规双桨船型相 比较,提高推进效率分别为15％以上,20％以上,10%左右,8-10%。文中亦对特殊船尾的推进性能与螺旋桨 设计作了初步分析。

舰艇新型球鼻首结构设计探索

从材料选型入手对舰艇新型球鼻首的结构设计进行探索,研究结构和声学性能要求,提出性能优良的球鼻首结构方案,以备新型舰艇球鼻首的实际建造和后续发展.

环肋圆柱壳应力计算的新方法探索

基于对目前环肋圆柱壳应力计算方法缺陷的认识,文中引入了加强棱柱壳体法,推导出环肋圆柱壳静力微分方程,通过将位移以傅立叶级数的形式展开,求出了环肋圆柱壳的位移解,进而得到环肋圆柱壳的应力解。通过算例计算表明,除环肋圆柱壳内表面纵向应力和肋骨周向应力外,用该方法的计算结果与传统方法的计算结果和有限元法结果都相接近,并且纵向应力与周向应力由外到里的变化规律与传统方法也相同。

SPS覆层船艏局部加强结构的抗砰击性能仿真分析

[目的]SPS夹层板具有优越的抗冲击性能,可应用于船艏局部加强设计中,以提升船艏的抗砰击性能。[方法]采用非线性有限元软件LS-DYNA,分析基于质量相当原则设计的SPS覆层船艏在外飘砰击载荷作用下的结构吸能、应力等力学行为,并与传统钢质船艏的吸能特性进行对比分析。[结果]研究结果表明,SPS覆层船艏的总体比吸能峰值与钢质船艏相比提升了18.2%;SPS覆层外板是船艏的主要吸能组件,与钢质外板相比,SPS覆层外板组件的比吸能峰值最大增幅为41.3%;SPS覆层船艏的内部板架应力峰值更小。[结论]将SPS覆层应用于船艏局部加强能显著提升结构的吸能效果,缓冲砰击载荷,降低内部结构应力,保障结构安全,是一种提高船艏总体砰击极限承载力的有效手段,研究结果可为高性能船舶设计制造提供参考。

风力发电机组设计评估中仿真载荷与测量值的比较

在风力发电机组的认证中，机组的设计载荷范围能否覆盖实际使用中的载荷，型式认证中的载荷测量结果与理论计算值或设计载荷差异如何，原因是什么，载荷差异给我们提出了什么任务，