船舶短上层建筑(甲板室)甲板应力分布规律研究

船舶短上层建筑(或甲板室)由于规模小,横剖面正应力沿高度分布不满足平断面假定,应力分布规律与一般船型上层建筑不同,规范中缺乏针对性的设计依据。以一艘典型的短上层建筑油船为研究对象,设计多种短上建方案,借助有限元法对船舶短上层建筑甲板应力分布规律进行研究,讨论了短上层建筑长度、高度及其所在位置的影响,有限元结果与斯曼斯基和库尔庙莫夫理论公式结果的对比表明两式都有一定局限性,预报短上层建筑甲板应力会有误差。进一步在有限元结果和理论公式基础上提出新的短上建甲板应力分布公式的基本形式,采用指数函数模型对短上层建筑正应力进行拟合,得出短上层建筑船型的正应力沿高度分布规律公式,验算结果表明新公式适用性较好,可为早期短上层建筑船型强度设计提供参考。

基于物联网体系的智能船舶设计

物联网已成为当今世界新一轮经济和科技发展的战略性新兴产业,对船舶建造业的发展必将产生深远的影响。文章介绍了物联网基本概念及体系结构,将物联网技术和智能空间相结合,构建了集信息化、智能化、理解和决策控制为一体的"智能船舶空间",探讨了基于层次结构的船舶物联网系统设计,并分析了各层的功能、设备配置和技术要求。最后,设计实现了智能船舶的网络模型。

基于“工业4.0”的智能船舶系统探讨

以大数据为基础,预测技术为核心的"工业4.0"对船舶工业的发展必将产生深远的影响。介绍了基于"工业4.0"的智能船舶系统的基本概念及体系结构,将网络互联和船舶实体深度融合,构建了集系统化、网络化、智能化和服务化为一体的智能服务体系,分析了各模块的功能,探讨了传统船舶与智能船舶系统的区别。最后,具体阐述了智能船舶系统的构建步骤与过程。

船舶理想上层建筑设计研究

理想上层建筑是指船体发生弯曲时上层建筑不发生弯曲,上层建筑的正应力沿高度方向一致。与强上层建筑和轻型上层建筑不同,理想上层建筑的应力水平接近于主甲板,可最大限度地发挥材料强度作用。以一艘典型的油船为研究对象,基于组合梁方法,考虑剪切迟滞效应的影响,探讨理想上层建筑的设计方法,根据上层建筑的剖面特性探究理想上层建筑的长度。结合理想上层建筑理论公式,依据船中横剖面参数,求解得到理想上层建筑的设计长度,得出理想上层建筑的理论设计方案后,借助有限元法对理想上层建筑甲板应力分布规律进行验证。验证结果表明,上层建筑正应力水平接近主甲板,可为早期理想上层建筑的设计提供参考;最后,调整上层建筑甲板厚度,达到节省材料、降低重心的目的。

中国首艘VLGC的设计和建造

通过对我国造船业首次涉足的VLGC船型的设计建造关键点进行识别,并运用先进的船舶研发设计手段和工具开展了相关研究工作。运用CFD辅助开展了船型的船体线型开发、优化,完成了复杂的破舱稳性分析;自行开发船体结构温度场分析软件和菱形独立液舱强度分析软件,对菱形独立液舱的晃荡载荷及结构强度进行了评估,对菱形独立液舱支撑系统的作用原理进行了研究;利用FEM软件完成了船体+液舱+支撑的综合直接强度分析,对于液货系统及机电系统也进行了全方位的研究。由于VLGC建造的难度远大于设计的难度,因而在承接订单前开展了大量的建造研究工作,并在建造过程中通过建造了实际尺度的模拟舱从而系统地掌握了VLGC设计建造的关键技术。最终,成功地完成了83 000 m3 VLGC的设计建造技术研究,并相继获得了多批建造订单。

不同本构模型对船冰相互作用的影响

由于对物理模型做了大量假设,经验公式在计算船冰碰撞过程中的冰力时存在很多缺点,而且因为没有考虑船舶自身的非线性现象,导致计算结果与真实值存在较大误差。随着有限元技术的发展,使得利用有限元技术模拟海冰与船舶碰撞问题成为可能。海冰本构模型是影响船冰碰撞过程中计算精度的最重要因素,利用MSC.DYTRAN强大的非线性计算功能对海冰的弹塑性模型、弹脆性模型以及Derradji-Aouat多重失效面模型进行模拟,并且对计算结果和相关本构模型进行分析,认为基于应变率和温度并且考虑了静水压力对海冰失效的影响的多重失效面准则更加适合计算高应变率作用下的船冰碰撞问题。

汽车外形壳体结构强度优化设计仿真

对汽车外形壳体结构强度优化设计,可以提高汽车外形壳体结构强度,使汽车具备良好的防碰撞性能。对汽车碰撞冲击振动进行分析,建立汽车碰撞冲击振动控制网络传递模型,是进行汽车外形壳体结构强度优化设计的基础,传统方法通过对汽车碰撞冲击振动控制网络特性进行提取完成设计,但是不能准确分析汽车碰撞冲击振动状态,无法建立精确的汽车碰撞冲击振动控制网络传递模型,降低了汽车外形壳体结构强度设计的有效性,存在分析不准确、效率低、误差大的问题,提出一种新的汽车碰撞冲击振动控制网络传递特性分析方法。采用四点匹配方法对汽车碰撞冲击振动进行分析,并建立了汽车碰撞冲击振动控制网络传递模型,引入状态空间理论法实现对汽车碰撞冲击振动控制网络传递特性分析,以实现汽车外形壳体结构强度优化设计。通过仿真分析发现,采用改进的分析方法,分析准确度高,效率好,误差小,相比传统分析方法具有一定的优越性。

砰击载荷作用下气垫船船底结构瞬态响应分析

采用有限元计算软件MSC.Patran对某气垫船首部船底结构进行瞬态响应分析,对加筋板悬挂式结构及常规切口式船底结构分别建立有限元模型,计算2种船底结构在受波浪砰击载荷下的瞬态响应特征,从其局部强度和局部振动特性对比分析得到抗砰击效果较好的气垫船船底结构,为该型艇的结构设计提供参考。

HCSR规范疲劳评估方法的余量研究

为总结散货船油船协调共同规范(HCSR规范)中整套疲劳评估方法的可靠度或安全余量,本文综合考虑不确定性因素对疲劳寿命的影响,包括热点应力差值方法、主应力选取、海况选取、二次应力等。验证了HCSR规范对疲劳评估保有足够的安全余量,为正在修订的HCSR规范的发展提供相关参考。

长轴系船舶分段式艉管找中的安装工艺

针对目前在长轴系船舶上采用油润滑轴承分段式艉管应用案例相对较少的情况,对某公务船轴系在实际生产设计施工过程中艉管形式的选择和艉管找中定位工艺的确定进行研究,并详细介绍艉管找中具体施工工艺及注意事项。采用该工艺建造后,船舶前、中、后轴承同轴度符合标准。

三种近壁湍流模式对船舶尾流场影响研究

对在标准的ｋ－ε湍流模式中分别用两点壁函数、双层法和直接在近壁区解动量方程这３种处理壁面的方法对船模作了比较计算，以找出经济、有效的处理壁面的方法．从计算结果和应用角度看，这３种方法均能较成功地处理壁面，其中两点壁函数法对船舶尾流场计算数值处理较为简单．

车辆正面碰撞中的耐撞性能仿真分析

为了评价汽车在正面碰撞事故中耐撞性能,应用HyperWorks仿真软件建立了车辆正面100%碰撞有限元模型。后处理利用HyperView对B柱下端加速度、A柱上部最大折弯角、前围板侵入量以及前门铰链变形量4项重要评价指标进行仿真分析,以此评估正面碰撞中车体的耐撞性能。结果表明:B柱下端最大加速度小于3ms合成加速度72g的要求,A柱上部最大折弯角对乘员伤害程度在允许范围内,前围板变形云图小范围超出目标值,前门铰链变形量不影响碰撞后车门的正常开启,车体耐撞性能良好。类比2017年C-NCAP实车正面碰撞结果,表明仿真试验具有较高的可信性,为车体耐撞性优化设计提供依据。