双壳舱段模型极限强度试验研究

双壳结构是目前大型船舶普遍采用的结构型式,鉴于目前国内对双壳结构的极限强度试验研究还不够充分,对双壳船体开展极限强度试验研究.基于薄壁理论,在保证施工工艺的前提下,保留钢制模型的双壳型式,进行舱段相似模型设计,开展极限强度试验.分析比较模型试验与数值计算的结果,验证数值计算的准确性,在此基础上进行实船舱段与试验模型的极限承载能力换算,预报实船舱段的极限承载能力.

穿舱爆炸下纵向箱型舰船结构抗损能力分析

考虑到目前国内对纵向箱型结构的设计及抗损能力研究不够充分,在常规方案的基础上构建包含纵舱壁结构或纵向箱型梁结构的多方案结构形式,计算不同爆点下各结构形式的毁伤效应及剩余承载能力,结果表明,纵向箱型结构能有效提高舰船的剩余承载能力。

船体极限强度非线性有限元计算方法

船体极限强度是关系到船体生命力和安全的重要指标之一,各国规范都对其提出明确要求。以某双壳油船为研究对象,采用非线性有限元法计算其极限承载能力。通过采用不同的网格尺寸、边界条件、加载方式及施加或不施加侧向载荷,对同一对象进行有限元计算。对计算结果进行对比分析,提出合适的网格尺寸、边界条件设置方式和加载方式,同时得出施加侧向载荷及不施加侧向载荷的优缺点。该研究可为采用非线性有限元法计算船体结构极限强度提供参考。

船舶典型节点的形状优化设计

船舶结构容易在连接构件处产生应力集中。采用子模型方法对应力集中区域进行精细化分析,并提出节点连接构件形状优化设计数学模型。基于节点子模型,分别以肘板和垂直桁的形状参数为设计变量,以关注区域结构最大Mises应力极小化为目标函数,采用Optistruct软件进行形状优化设计。计算结果表明,优化方案大幅降低了节点结构的最大Mises应力,同时应力分布更加均匀,为船舶节点结构精细化设计提供了参考。

某双壳油船总纵极限强度计算与分析

随着船体破坏机理的研究进一步深入,在进行船体结构设计时除了目前大多数船级社规范中采用的线弹理论计算方法,另一个重要指标——船体总纵极限强度也必须考虑。以某双壳油船为例,采用不同计算方法对该船中剖面总纵极限弯矩进行计算分析。结果表明:该双壳油船的总纵极限强度满足共同规范的相关要求。

强力上层建筑的有效度及其设计

给出了两种上层建筑有效度的定义与关系;导出了模数与面积改变量的关系函数fW/a和维持等强度时减少与增加的面积比函数aγ-/a+;利用上述两个函数对上层建筑等强度设计中的每个环节进行了分析,并讨论了有效度与中和轴的变化对强度的影响;最终给出了可供设计者参考的剖面等强度设计的一般指导性原则及整个上层建筑范围内的结构设计原则。

典型位置处轮印载荷作用下甲板结构弹塑性响应研究

针对四种典型工况,开展了轮印载荷作用下甲板板架结构动力响应数值仿真研究,讨论了不同工况下相同轮印载荷大小下甲板板架结构弹塑性响应,对比了每种工况下甲板板架结构的应力、应变以及塑性变形情况.结果表明:轮印关于纵向骨材对称纵向布置时,轮印载荷作用下甲板结构塑性变形值最大,此种工况最为危险.此外,针对轮印对称纵向布置工况的最危险情形,运用弹塑性设计方法,基于许可永久变形设计准则,得到了特定轮印尺寸和板架尺寸下甲板板厚设计曲线,并且给出了实际板厚设计案例.

SWATH船稳定鳍设计载荷预报与结构响应分析

基于三维势流理论的频域方法,考虑稳定鳍对船体运动的影响,对某小水线面双体船稳定鳍的波浪载荷进行了长期预报和短期预报,将短期预报结果与试验结果进行了对比分析,验证了载荷预报方法可行性和一定的准确性.将稳定鳍设计载荷施加到局部结构模型,分析其应力结果,总结了稳定鳍及其加强结构的应力分布规律.

船体结构剩余强度评估方法研究

在设计阶段对船体可能发生的破损情况和剩余强度进行分析。根据分析结果优化结构设计,可以有效地提高船舶破损后的生存概率。以某双壳油船为例,采用SMITH法和非线性有限元法,计算破损后船体的剩余承载能力,比较2种计算方法的计算原理和结果。采用规范计算和直接预报的方式对船体破损后的波浪载荷进行预报。采用确定性方法和可靠性方法对破损船船体结构剩余强度进行评估,给出了实际应用中的使用建议。

基于晃荡载荷的液舱结构强度研究

通过液舱晃荡载荷的数值模拟与模型试验对比分析,验证数值模拟方法适用于目标船液舱晃荡载荷的计算。基于晃荡载荷数值计算结果,采用2种方法对晃荡冲击载荷简化处理,对目标船液舱进行动力响应分析,并与规范晃荡载荷下液舱结构响应对比分析,得到液舱结构在晃荡冲击载荷作用下的响应和结构强度评估的工程分析方法,为目标船液舱结构设计提供依据。

3000吨级中国海监船锚机基座强度分析

以3 000吨级中国海监船为例,采用有限元方法对该船锚机基座及甲板下加强结构在两种加载方式下的强度进行分析比较。根据计算分析,提出提高计算结果可信度的合理建议。

某型测量船的船体总振动固有频率预报方法分析

以某型测量船为例,采用已有的多种方法对该船总振动固有频率进行预报,并将预报结果和实测值进行比较,分析说明了各种方法的特点。重点分析了影响迁移矩阵法计算精度的若干因素,提出了具体应用中需要关注的问题,对其他类型的舰船具有很好的借鉴作用。

船体梁约束扭转极限承载力计算的简化逐步迭代法

船体梁约束扭转极限承载力计算由于问题复杂至今未有理论解,只能用非线性有限元方法计算,效率很低。论文通过对25块实船板格的非线性有限元分析,引入板的柔度系数,构建了加筋板格的剪切应力与应变关系,提出了船体梁约束扭转的变形和应力假设,构造了船体梁约束扭转的简化逐步迭代计算方法,编制了相应的计算程序。实船算例表明,所提出的剪应力与应变关系和约束扭转极限承载能力的计算方法与非线性有限元方法相比,具有较高的精度和效率,可应用于船舶与海洋平台结构以及各类薄壁梁约束扭转极限强度的计算。