超大直径超厚薄壁式钢圆筒片体制作与拼装控制工艺

基于围海造陆的需要,围堰因其工效和造价方面的巨大优势,在各个大型水工项目得以运用。本文从设计与规划、材料准备、弧度控制技术等方面,分工序进行介绍,着重阐述钢圆筒片体弧度控制工艺的要点。通过严格控制材料质量、精细化制作工艺和精确控制拼装过程,提高钢圆筒的制作精度,降低制作周期。该工艺的成功应用为类似工程提供了经验和参考。

机器人智能焊接技术在甲板片体框架结构上的应用

针对甲板片体框架结构特点和机器人智能化焊接工艺要求,在合理的甲板片体分段划分基础上,综合运用机器人智能控制、离线编程、焊接工艺数据库和视觉识别等技术,完善机器人焊接作业流程,优化机器人焊接分段作业顺序,提高机器人焊接可达性,可进一步提高甲板片体框架结构机器人智能焊接技术应用水平。

基于有限元方法的滚装船片体分段叠层放置方案设计

为了减轻大型滚装船分段场地片体的放置压力同时提升涂装效率,进行甲板片体分段叠层放置的方案设计,采用有限元软件,建立滚装船片体分段结构叠层放置仿真模型,对叠层放置方案进行计算分析预报,计算结果表明,对于厚板片体采用叠层放置其强度和变形均可满足使用要求,对于薄板片体则需要增设支撑结构控制变形方可满足使用要求,所提出的滚装船片体分段叠层放置方案能有效解决片体分段的场地紧缺的使用问题,可对提高后面工序的作业效率起到重要的作用。

非对称片体双体船的水动力性能研究

研究双体船舶阻力性能和片体间作用对船型的优化和设计具有重要意义。本文基于CFD软件Fluent,采用VOF方法,研究了不同瘦削系数的常规双体船和非对称片体组成的双体船水动力性能,分析了双体船2个片体间的干扰效应,以及非对称片体结构对优化双体船水动力性能的作用。通过某一小尺度船舶不同航速下的静水阻力模拟,验证了本文数值方法的有效性。研究发现非对称片体结构可以在一定程度上有效优化双体船水动力性能。本文研究结果可对双体船的外形设计及结构应力分析提供理论支持。

基于兴波阻力的三体船片体位置快速优化方法

三体船片体位置优化的工作量很大,不仅要考虑片体间的横向距离,也要考虑片体间纵向距离。为快速优化三体船的片体位置,基于Noblesse细长体理论,按照一阶Kochin函数的表达式,在指数函数展开分离变量方法的基础上,本文推导了三体船兴波阻力的计算公式,并根据这些公式实现了三体船兴波阻力的快速计算。数值计算与模型试验相吻合。数值计算结果和模型试验结果均显示,三体船的片体位置对兴波阻力有很大影响。

三体船波浪载荷与片体布局优化

由于三体船片体与主体的相互干扰,不同片体布局将对三体船受到的波浪载荷产生显著的影响.利用比二维切片理论更加合适的三维势流理论,并结合格林函数法,求得在不同航速、浪向角以及不同的片体纵横向布局时特定船体剖面上的波浪载荷响应,包括波浪垂向弯矩和剪力.用波谱分析法对计算结果进行比较,得到了三体船在不同航速、不同片体布局下波浪载荷的分布规律,以及三体船所受波浪载荷较小的片体布局.

高速三体船兴波阻力与片体布局优化研究(英文)

本文据线性兴波阻力理论推导了辅船体与主船体水下体积不相等情况下的兴波阻力计算公式,据此以数学船型作为片体对高速三体船片体兴波干扰规律、兴波阻力曲线规律进行了研究,并采用简单枚举与等值线图谱相结合的方法对片体布局优化问题进行了探讨。

高速双体船模型阻力试验及片体间波系干扰分析

本文就三种不同横剖面形状的高速双体船(Fr=1.1)的模型阻力试验资料,分析了船型、间距比和Froude数对双体船阻力的影响,文中提出了把双体船片体间波系干扰分为横波干扰和散波干扰的分析方法,另外还考虑了当片体间距相对小、航速相对高时,片体间发生的流动阻塞现象。根据片体间波系干扰分析方法并结合试验观察,本文推荐简易有效的片体间无干扰间距的计算式和片体间流动阻塞衡准式。

五体船波浪中运动与增阻的主片体协同优化研究

以波浪中的运动和增阻为目标,进行了五体船主体型线、片体主尺度和布置的协同优化。解决了型线自动变换、参数化自动建模及计算网格合并等关键技术,实现了五体船全船的自动建模。利用ISIGHT进行建模与水动力计算的集成,建立了主片体协同多目标优化系统。运用遗传算法进行多目标优化,结果表明优化后五体船运动和增阻都有所改善,并对非规则波中的情况进行了一定的探讨。

机夹式硬质合金齿圆锯片的片体修复方法

机夹式硬质合金齿圆锯片是新一代锯切工具,具有锯切寿命高、使用便利等优势,但是由于其片体结构复杂、加工精度要求高,因此该型锯片产品价格比较高。而锯片在锯切过程中,难免出现异常情况,造成片体的锯齿部分严重损伤,使锯片丧失使用功能。本文通过总结机夹式圆锯片的使用经验,针对锯齿部位严重的损伤问题给出一种镶块替换式修复方法,既能挽回锯片损失,又能满足锯切功能要求,降低锯片的使用成本,具有很好的应用价值。

基于结构强度的超细长三体船片体布局优化的研究

以一艘超细长三体船为例,计算了其在不规则波下的波浪载荷响应。考虑速度的影响,研究了基于波浪载荷响应的片体布局优化。计算结果表明,超细长三体船的纵向弯矩分布规律符合船体梁假定。由于三体船较常规单体船宽,沿着船宽方向亦可假设成两端简支的单跨梁,片体的相对位置不影响产生载荷响应峰值的波浪遭遇频率,但会影响响应的幅值。在优化片体相对位置时,需考虑高航速的影响。

带片体的滑行艇高速航行纵稳性研究

为研究片体布置对滑行艇高速航行纵稳性的影响,本文对单体艇进行了静水拖曳试验,采用有限体积法结合SST k-ω湍流模型,利用重叠网格技术对模型周围绕流场进行了数值模拟,计算值与试验值对比验证了该方法的有效性;利用全因子设计空间采样法和数值手段,对带片体的三体艇高速航行发生海豚运动时的运动响应和水动力特性进行计算,分析了片体纵垂向位置对单体艇高速航行纵稳性的影响。结果表明:增设片体可以一定程度上延缓滑行艇海豚运动的发生,提高其最大航速;片体纵向靠近艇重心或适当靠后、垂向增加浸深均可一定程度上提高滑行艇的纵稳性,优选出具备较好纵稳性能的片体纵垂向位置a=0.2L_(m),c=30 mm,为滑行艇高速航行时片体的布置提供设计参考。

CFD数值分析三体船片体位置对阻力及兴波干扰影响

三体船的水动力性能是目前水动力学研究的热门。对于中高速三体船来说,其静水阻力的很大一部分由兴波阻力构成,而对于兴波最大的影响因素就是片体位置的布局。以一艘圆舭型三体船为研究对象,运用黏流计算流体力学(CFD)方法模拟分析4种不同片体位置对三体船静水阻力和兴波干扰的影响。数值计算采用自主研发的黏流CFD求解器naoe-FOAM-SJTU。数值预报得到三体船静水阻力结果与模型试验结果吻合较好,验证了当前CFD方法预报三体船阻力的可靠性。通过不同片体位置三体船阻力计算发现,方案4的船型方案阻力最优,且通过细节的主片体间兴波干扰流场的结果给出了不同片体布置方案对三体船阻力和兴波的影响。

片体间距对SWATH船横向波浪载荷的影响

小水线面双体船独特的片体结构使横向波浪载荷成为其最危险的波浪载荷。在小水线面双体船设计初期,片体间距的确定十分重要。本文根据工程中某小水线面双体船的相关资料,对其正常装载状态、满载状态和最大排水状态3种装载状态进行波浪载荷预报。采用三维频域计算方法,对不同片体间距的小水线面双体船进行波浪载荷预报,给出各横向波浪载荷分量的RAO值和长短期预报值,并将波浪载荷的长期预报值与ABS和CCS中载荷的规范值进行比较。通过比较不同片体间距小水线面双体船的载荷预报值,得到小水线面双体船片体间距对其波浪载荷的影响特性,为小水线面双体船的初步设计提供依据。

基于遗传算法的五体船片体布局多目标优化研究

尝试并实现了iSIGHT优化软件与水动力计算软件HydroSTAR的集成优化,以五体船在波浪中的运动响应及增阻为目标函数,对片体布局作了多目标优化研究.运动计算采用三维频域面元法,增阻计算应用了近场压力积分方程,优化算法采用NSGA-II遗传算法,结果给出了Pareto解,还进行了DOE试验设计分析,为五体船片体布局设计提供参考.

局部气垫双体船阻力性能及片体间距优化研究

基于流体计算软件STAR-CCM+,使用VOF法模拟自由液面,联立求解N-S方程及运动方程,并结合湍流模型RNGk-ε及DFBI六自由度模型,对局部气垫双体船型阻力性能进行数值模拟计算,计算结果与船模水池试验结果吻合,精度可信,验证了此该数值方案的可行性.在此基础上,针对局部气垫双体船的片体间距对阻力性能的影响进行数值仿真计算,并对结果进行对比分析,得到了不同片体间距下的阻力变化趋势.针对该局部气垫双体船,综合考虑越峰性能及高速段、低速段阻力性能对片体间距进行选取,认为0.34m的片体间距较为合理.文中使用的CFD方法能够有效模拟局部气垫双体船的阻力性能,可用于船型优化设计.

多体船在波浪中的运动响应及片体间兴波干扰研究

以Wigley船型作为基准模型,建立单体船、双体船、三体船和五体船等多体船的计算模型,对比分析了单体船、双体船、三体船、五体船的水动力特性,并分析了双体船片体间的兴波干扰作用和双片体对纵摇和垂荡运动的影响。综合来看,单体船在迎浪航行时有良好的耐波性,双体船虽然在迎浪时可能会遭遇横跨湿甲板波浪的砰击,但总体来看耐波性一般也良好。三体船型由于侧体安装位置靠后,因此极易发生埋艏现象。五体船型的耐波性在4种船型中较优,其在波浪中的纵摇与垂向运动响应最不剧烈,但五体船主体和各侧体之间较差的兴波能力仍会给总阻力等带来不利影响。

片体位置及航速效应对三体船波浪载荷的影响

基于三维时域Rankine源法计算不同航速下三体船的总纵垂向弯矩、垂向剪力和总纵扭矩以及连接桥上的横向弯矩、垂向剪力和横向扭矩。基于北大西洋海况的长期预报结果，研究片体纵向位置以及航速效应对三体船波浪载荷沿船长、随浪向的分布规律以及对载荷大小的影响，得出基于波浪载荷的片体优化分析和航速建议，可以为三体船的载荷直接计算和结构强度分析提供参考。研究发现，片体位置对纵向扭矩以及连接桥弯扭载荷的分布和大小影响很大，片体位于距船尾约35%-40% L比较有利；船舶在中高航速（0.25≤Fn 〈0.4）下的波浪载荷比较小。此外，改善片体重量分布有利于减小连接桥载荷。

基于EEDI的小水线面双体船片体尺度要素多目标优化

为寻求节能高效的小水线面双体船片体尺度要素,以一艘典型小水线面双体渡船为研究对象,从多目标优化的角度出发,做出合理假设根据海军部系数法和国际吨位丈量公约分别将子目标设计航速和总吨参数化,进而使主目标能效设计指数(EEDI)成为片体尺度要素函数。基于MATLAB优化工具箱应用多目标遗传算法(MOGA),以阻力、强度、结构和能效要求等因素为依据定义约束条件,设置优化参数并考虑混合函数的影响,得到优化船型Pareto解集。最后给出多目标优化的计算结果,并且与单目标优化的结果进行比较,同时分析多目标优化优化船型方案中片体尺度要素的分布情况。

片体形式对WPCat快速性和耐波性的影响

高速穿浪双体船(WPCat)是一种集合了风浪快速性、耐波性、稳性和运输效率等多方面优势的新船型,适合在高海况的海域航行,具有良好的航向性能和经济性能。其片体线型是影响其阻力性能和耐波性能的一个重要因素。为了探索最优的片体形式,设计了不对称型、深V型、圆舭型、深V球艏型和圆舭球艏型五种不同形式的片体,在等排水量、同主尺度及船型系数相近的前提下,应用Hullspeed和Seakeeper程序对WPCat选用不同片体方案时的静水阻力和耐波性进行了计算。计算结果从静水阻力、波浪增阻及横摇、纵摇和垂荡3种运动响应等角度进行综合分析比较,结果显示选用深V型片体综合优势明显。这一结论为WPCat船型的片体设计与选择提供参考。