船体大开口平直空腔结构总段吊装加强方案优化

为增强船体大开口平直空腔结构总段结构强度,结合船体总段结构特点、吊码布置情况和吊装加强方案建立有限元模型,采用数值仿真模拟总段吊装,分析甲板与吊码区域的结构变形。根据预报结果对吊装加强方案进行优化,可为后续类似结构的吊装加强方案优化提供一定指导。

舷侧大开口船舶的总纵强度分析

船舶舷侧因布置需要有较大的开口,为高效准确地评估舷侧大开口船舶的总纵强度,提出一种舷侧大开口船舶总纵强度的简化评估方法。以某舷侧大开口客滚船为目标船,用此方法对其开口区域的总纵强度进行评估,并分析开口对总纵弯曲强度的影响。本文研究可为具有上述特征船舶的总纵强度评估提供思路和数据参考,对相关区域的结构设计有一定指导作用。

隧道式微波解冻设备大开口抑制器的优化设计

隧道式微波解冻设备,可以对整体包装的冻肉进行解冻。由于冻肉的包装尺寸比较大(约600 mm×400 mm×200 mm),要求抑制器开口≥210 mm才能保证冻肉顺畅通过设备,电抗式抑制器(混合式抑制器、销钉式抑制器等)在尺寸和抑制效果上不能满足微波泄漏要求(≤5 mW/cm^(2)),所以通常采用电阻性抑制器(全水套式)进行抑制。本文以电阻性和屏蔽式相结合的抑制器作为915 MHz大开口隧道式微波解冻设备的抑制器,通过仿真模拟和结构设计,实现开口高度≥210 mm时,空载状态下,测得水套抑制器外侧端口的微波泄漏最大为0.5 mW/cm^(2),符合微波泄漏标准(GB 5959.62008)的规定(≤5 mW/cm^(2))。

大开口索承网格结构施工过程断索分析

为了研究大开口索承网格结构在施工过程中发生局部断索对整体结构的影响,以巴中体育中心为背景,考虑在50%张拉完成、90%张拉完成及100%张拉完成后出现局部断索对结构的影响。运用瞬态动力学完全积分法及单元生死技术分析不同部位的径向索断裂后的结构响应,并对断索前后撑杆受力进行分析。考虑一种以节点位移和索力变化量为基础的双因素重要性指标,来判断索的重要程度,并对其重要性排序。结果表明:随着张拉阶段的进行,结构发生断索后的响应在逐渐增大,断索发生后会出现局部失效现象,但整体结构安全;一类索到三类索的重要性逐渐降低。

大型对日定向装置大开口复合材料主承力架传力设计及验证

根据大型对日定向装置的结构特点和受力特性,调整传力结构,充分利用纤维增强复合材料结构的可设计性,开展优化设计。在保证高刚度和轻量化的同时,克服结构大开口带来的承载能力不足,设计出结构质量与承载比仅为5.2%,集舱段和壳体功能于一体的大型对日定向装置复合材料主承力架结构。建立有限元模型,分别采用Tsai-Wu和最大应变2种纤维增强复合材料的强度失效准则,对其进行校核。开展静力试验,采集应变等信息,与有限元仿真分析结果展开对比。结果表明:其整体趋势一致,顺利通过试验考核。

大开口船型波浪弯/扭矩间接监测方法

为准确得到大开口船型波浪弯/扭矩监测结果,本文基于船体扭转基本理论研究了大开口船型波浪弯/扭矩间接监测方法。根据船中横剖面弯/扭矩与结构纵向应变之间的关系,提出了一种联合双剖面监测法,并用数值方法建立了波浪弯/扭矩间接监测的数学模型,通过多次数值模拟验证了所识别波浪弯/扭矩的准确性。在联合双剖面监测法中,同时监测船体结构2个邻近的横剖面,分别计算两横剖面的双力矩、弯矩和自由扭转扭矩,得到中间剖面的波浪弯/扭矩。数值模拟结果表明:联合双剖面监测法能够准确地反求出波浪弯/扭矩,特别是在波高较大的情况下反求精度更高。

基于三维有限元模型的甲板大开口结构优化

部分船舶由于使用的特殊性,均有不同程度的大开口结构,结合针对大开口位置三维模型的模态分析发现,大开口位置存在不同局部振动过大的情况。本文根据此情况对大开口位置进行结构优化,经对比分析发现,其排序顺序依次为在主甲板与驾驶甲板中添加立柱、增加舱室隔板、局部结构加强,意在为类似开口结构局部减振提供借鉴的方法。

舰船上层建筑端部及舷侧大开口应力集中分析和光弹性实验

建立了××型舰艉部分段详细的有限元模型,应用M SC.N astran软件进行了分析计算,给出了艉部分段整体应力分布状况;分别对比分析了上层建筑端部过渡和舷侧开口的两种设计方案,并计算了上层建筑端部和舷侧开口处的应力集中系数。同时对××舰做了光弹性实验,实验与有限元结果吻合较好,表明了两者结果的有效性。文中还讨论了船舶结构应力集中分析中基准应力的选取问题,所建议的基准应力可以使相应的应力集中系数符合设计人员的思路,便于设计参考。

大开口自然通风实验研究及数值模拟分析

论述了大开口自然通风风洞实验所要遵守的相似理论,采用风洞实验的方法对通过大开口自然通风的流动特性进行了研究,并将实验数据与相同工况下数值模拟数据进行了对比分析,结果表明二者存在一致的规律性,单区模型中线上的风洞实验数值与数值模拟数据吻合的最好。对建筑内部流场的分析显示,单区大开口自然通风室内流场速度分布很不均匀,惯性力作用不能忽略;经过开口后的气流很难立即恢复到均匀流或渐变流状态,在应用能量守恒方程计算其自然通风量或流量系数时,计算断面选取位置会对取值产生影响。

复合材料蒙皮-加筋大开口结构优化设计

采用有限元法对复合材料蒙皮-加筋大开口结构进行了优化设计,研究孔边补强和加筋补强对大开口结构屈曲特性的影响。结果表明:孔边翻边补强可使应力集中远离孔的自由边,增加翻边深度和宽度皆能提高屈曲载荷;采用共固化加筋要比整体加筋效果明显,同等条件下,优先考虑低而密的筋条布置,同时增加横向筋的数量。

大开口船舶的扭转极限状态

给出利用下限定理计算扭转极限状态下船体剖面上塑性剪流分布的方法 ,以及相应的线性规划问题 .根据扭转极限状态下剖面剪应力的分布可计算剖面的极限转矩 .对 3艘不同尺度的大开口集装箱船用该方法进行了计算 ,所得极限转矩与主要船级社规范公式计算的波浪转矩设计值进行了比较 ,从而得到船体在扭转方面安全性的粗略的定性估计 .计算结果表明 ,对大型和超大型集装箱船 ,扭转方面的安全性必须引起重视 .该方法可在大开口船舶计及扭转失效模式的结构可靠性分析中作为计算船体极限转矩的工具 .

大开口船波浪载荷长期预报和弯扭强度整船有限元分析

大开口船全船弯扭联合变形与应力的精确计算，必须在整船结构模型上完成。本文以一艘5万吨级大开口船为例，用三维流体动力计算程序进行了波浪随机载荷的长期预报，并在此基础上导出设计波参数组，进而在全船整体结构有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布，并采用嵌入精细舱口角区有限元网络的方法，在整船分析的同时计算出舱口角的应力集中值，获得了船体结构强度的详尽信息。文中阐述了波浪载荷的特点，设计波的确定，浮体完整结构计算的惯性平衡及大开口船的全船计算方法。

运输类飞机机身大开口结构加强方式理论研究

为了对运输类飞机机身大开口结构进行加强,满足刚度连续变形协调的设计要求,本文对机身大开口结构和完整机身结构的刚度进行了深入研究,首先简化了计算模型,对刚度进行了计算,提出了刚度比的定义,得出刚度比与大开口角度、机身半径、蒙皮厚度以及边梁面积之间的关系表达式,得到运输类飞机机身大开口结构加强的原则和方法,在型号上成功得到了应用,用于指导初期的结构设计.

不同加载方法对甲板大开口分段有限元计算的误差分析

利用ＭＳＣ－ＮＡＳＴＲＡＮ有限元程序模拟计算甲板大开口的应力．建立简单的总体和分段力学模型，采用不同的加载方法进行甲板应力计算，将局部应力计算结果与整体应力计算结果比较，得出各种加载方法有限元计算的误差，从而给出误差小、建模简单的局部分段模型加载的最佳方法．

大开口复合材料加筋壁板稳定性分析

运用大型有限元软件Patran/Nastran分析了大开口复合材料加筋壁板的稳定性,并对不同加筋方式下壁板屈曲特征值和屈曲模态图进行了比较。结果表明:补强提高了大开口复合材料壁板的稳定性,但往往无法达到很好的效果,需要通过加筋改善其稳定性;加筋复合材料壁板稳定性较原有模型有较大提高;加筋大开口复合材料壁板屈曲特征值随筋条距开口中心距离的增加而减小,其屈曲分界线均位于筋条布置处;纵筋大开口复合材料加筋壁板一阶屈曲特征值为2.13,而横筋只达到1.08;纵筋布置对复合材料壁板稳定性影响明显高于横筋布置,可在实际工程应用中适当增加纵筋的布置。

仿生轻质结构在飞机大开口区的应用及其优化设计

将一种新型的仿甲虫鞘翅轻质结构应用于飞机大开口区的筋板结构设计,根据飞机大开口区对结构静/动态性能和散热性能的要求,分别构造目标函数,并采用拉丁超立方试验设计方法确定样本点数,建立有限元参数化模型进行仿真计算,利用响应面法得到各目标函数的响应面拟合函数,之后设定结构的多功能协同优化目标,并通过线性搜索法进行协同优化设计,优化后计算得到仿生轻质结构的散热性能、抗压刚度分别是优化前的14.3倍和2.1倍,动态性能指标得到明显改善,在相同载荷条件下结构减重11%;进一步以飞机大开口区加筋结构的一阶屈曲因子和最大位移作为优化约束条件,并以结构总质量最小为优化目标,构造各自响应面拟合函数,基于遗传算法优化筋板结构整体布局。优化后开口区加筋结构总质量减少15%,屈曲因子为1.02,较优化前提高21%,结构最大位移为12.1 mm,较优化前减少20%,优化效果显著。

大开口船舱口角隅应力集中问题研究

建立了大开口船舶舱口角隅应力集中有限元计算模型 ,讨论了 4种应力释放孔孔形以及无应力释放孔时舱口角隅处的应力分布情况 ,并讨论了加加厚板后的应力分布情况。从实用角度分析了应力释放孔和加加厚板的效果 ,为解决大开口船舶舱口角隅处应力集中问题提供了计算依据。

大开口自然通风流量系数特性分析

大开口自然通风的流动机理与渗风模型有较大不同,通过对大开口自然通风伯努利方程的分析,探讨了空气流动的局部阻力机理,指出在大开口自然通风的流动过程中流量系数的物理含义及其应注意的问题。

大开口船舶角隅强度有限元分析研究

以某散货船的典型舱段为应用对象,按中国船级社入级要求,对其在满载和压载等各种状态下进行甲板上货舱口角隅强度计算。通过5种工况下的应力分析,结论是该散货船舱口角隅结构设计合理,其应力满足中国船级社入级要求。并对其结构进行了优化。

甲板舷侧大开口结构应力集中分析及钢模试验

在粗网格有限元模型计算结果的基础上,建立了某船甲板舷侧大开口高应力区局部细化的舱段有限元模型,并利用有限元软件MSC.Nastran对其应力集中现象进行了分析。基于材料分段线弹性假设,对该船甲板舷侧大开口结构有屈服点出现后,角隅区域的应力分布和塑性区扩展规律进行弹塑性有限元计算,并开展了甲板舷侧大开口钢质模型试验,试验结果验证了弹塑性有限元计算结果的准确性。本文的研究成果对于大型船舶甲板舷侧大开口这类特殊结构的强度衡准制定以及局部结构优化设计具有重大的参考价值。