船舶加筋板轻量化设计研究

加筋板作为船舶中的基本结构单元,对其进行合理地轻量化设计研究并推广到全船可有效减少钢材消耗,降低制造成本。采用有限元软件,对加筋板的力学特性和振动特性进行分析,结合拓扑优化和尺寸优化方法,开展加筋板结构轻量化与振动的协同设计。根据优化结果重新设计梯形式的加强筋结构,并对比分析新型板材特性变化情况,验证优化结果的有效性,并讨论梯形加强筋底角大小对板材特性的影响。最终在保证其适用性的前提下,实现了加筋板减重19.2%。

基于VMD-SVD能量标准谱-Teager能量算子的轴承故障诊断方法

对难以提取处于微弱故障状态的滚动轴承非线性、非平稳时变特性振动信号中故障特征频率的问题,提出基于VMD-SVD能量标准谱-Teager能量算子联合诊断方法。首先,对预处理后轴承微弱故障信号进行VMD分解,根据各模态分量(IMF)中心频率确定最优模态数K,再由各IMF分量峭度和相关系数指标确定包含故障信号的敏感IMF。然后,对选取模态分量的Hankel矩阵进行SVD分解,由奇异值能量标准谱确定有效奇异值数量,实现对信号的降噪重构。最后,利用瞬时Teager能量算子及其频谱分析识别微弱故障产生的周期性冲击特征频率。运用该方法处理滚动轴承微弱故障信号,能准确提取故障特征频率及倍频,文中证明了其准确性和有效性。

考虑船舶内装的舱室噪声预报与控制

建立船舶舱室噪声预报模型,充分考虑船舶内装材料对噪声预报的影响,基于统计能量法实现舱室噪声预报并与实测值进行比较,结果表明:添加内装后的舱室噪声预报值与实测值在趋势上吻合较好,带宽合成后舱室噪声预报值与实测值差值均在3 dB以内,表明所提出的舱室噪声预报方法可靠,计算准确。通过与DE56新标准中舱室噪声限值进行比较并分析噪声能量输入路径找到舱室噪声超标的主要原因,铺设浮动地板并结合吸声技术进行降噪处理,降噪后各舱室噪声均已符合相关标准。

强度与振动响应协同约束的邮轮轻量化研究

为解决进行邮轮轻量化时因模型差异而不便协同约束强度和振动响应的问题,对中型邮轮全船主要结构变量进行质量和强度的灵敏度分析,筛选出对全船最大应力和质量敏感度最高的4个变量,进而构建最大Von-Mises应力和最大切应力的响应面函数代理模型。基于代理模型提出强度和振动响应协同约束的轻量化方法,运用OptiStruct对全船主要结构的板厚进行尺寸优化。最后对优化后模型的强度和振动响应进行校核,结果显示:在协同约束下的轻量化后全船最大应力较优化前增量小于2%,优于仅约束振动响应的轻量化方法的结果;对于全船振动的控制较仅约束强度的轻量化方法可提高2~4dB以上,且可实现3.232%的轻量化效果。协同约束方法能在保障强度和振动响应的前提下实现轻量化。

邮轮舱室私密性设计研究

通过分析邮轮典型客房的布置规律,探究舱室外部布局和内部布置与私密性之间的关系。总结影响舱室私密性的因素,基于视觉因素提出了室内能见度的概念与计算方法,并对舱室私密性做出评价。将隔声量与言语可懂度作为听觉因素的指标,并计算典型舱室壁板的隔声量与语音传输指数,提出基于听觉因素的私密性评价方法。综合室内能见度(IV)、计权隔声量(R_(w))与语音传输指数(STI)提出舱室私密性等级划分原则并结合问卷调查方法,从舱室外部布局、内部布置、舱室视觉与声学方面对舱室私密性提出综合设计建议。