LNG船舶舱室泄漏爆炸动态响应模拟研究

LNG作为一种在船舶领域广泛运用的优质能源,其泄漏爆炸事故会对船舶舱室结构以及工作人员的生命安全产生严重危害。本文以某LNG燃料动力船舱室结构为研究对象,基于显式非线性有限元软件MSC.Dytran,采用TNT等效法对舱室结构在LNG泄漏爆炸作用下的响应结果进行数值模拟。从冲击波压力分布、结构损伤以及吸能分析等角度进行分析,发现承受冲击波直接损伤最严重的是上下甲板;舷侧外板受反射波影响最大;而吸收能量最多的是骨架构件。本文研究可为LNG燃料动力船抗爆性能优化提供参考。

基于ASME BPVC的船舶耐内压方舱强度评估方法研究

[目的]针对船舶耐内压方舱结构性能评估方法尚不明确、舰船通用规范要求并不完全适用的问题,开展适用于船舶耐内压方舱结构的应力分析方法和强度评估衡准研究。[方法]基于弹性力学理论分析ASME BPVC中常用的Mises和Tresca两种屈服准则,根据安全性原则确定Tresca屈服准则为适用于船舶耐内压方舱结构的分析准则;以舱壁板架为基本单元,基于ASME BPVC对船舶耐内压方舱结构进行应力分类,得到4个典型评估位置,即板格中心、板格短边中点、板格长边中点和板格角点;为减少工程计算量,基于应力线性化理论,提出板单元有限元分析的应力分量理论公式和数值计算方法;同时建立板架实体单元有限元模型,对比两种模型下结构强度评估结果。[结果]与实体单元模型准确结果相比,板单元应力分析误差基本在3%左右且板单元结果普遍偏大,结合船、核结构安全保守性评估原则,可认为基于板单元有限元模型和ASME BPVC的船舶耐内压方舱结构强度评估方法满足工程需求。[结论]所做研究可为船舶耐内压方舱结构应力分析和强度评估提供参考,对攻克核动力装置上船面临的技术瓶颈问题具有重要意义。

舱内爆炸冲击波载荷特性试验研究

为研究舱内爆炸冲击波载荷特性,采用1∶2缩比舱室模型开展了舱内爆炸实验,获取正规反射测点、两壁面交汇角隅处反射测点和三壁面交汇角隅处反射测点的压力载荷数据,分析了不同位置测点压力载荷特性。在此基础上,通过对比试验数据与经验公式计算结果,总结出舱内不同位置处压力载荷计算模型。

弹库气体隔离系统数学模型研究

对弹库发生意外爆炸时内部流场进行分析,并从理论上对气体隔离系统的有效性进行探讨,建立气流流动的流场数学模型,运用流函数叠加原理,得到了隔离系统阻挡空气进入所应满足的条件,并给出隔离气体初始速度、倾角、厚度等参数与来流空气之间的关系式。

水面舰艇弹药舱的安全性设计

针对国内水面舰艇弹药舱的安全性设计技术现状,结合NES183就弹药舱安全性设计要求的相关规定,对弹药舱的总体布置、冷却通风系统设计,以及探测、报警系统和控制系统设计进行了对比,并提出了我国弹药舱在安全性设计上有待优化的几点建议。

俄罗斯舰船弹药舱气体抑制系统设计探讨

舰船弹药舱的设计对舰船自身的生命力至关重要。介绍俄罗斯对舰船弹药舱气体抑制系统控制采取的手段,综合分析俄罗斯舰船弹药舱气体抑制系统的设计思想、功能组成和运行方式,以及近年来该系统在设计中出现的新变化。在解读其设计技术状态的基础上,提出改进和完善系统设计的初步方案建议。

3500 t级沥青船温度场分析与组合应力计算

整体液货舱型沥青船的货舱与主船体之间采用焊接的刚性连接方式,当货舱因高温作用而膨胀时,会对主船体结构施加一个独立于机械应力的温度应力,对船体结构强度造成很大影响,很多情况下,沥青船的温度应力远高于机械应力。按中国船级社相关规范的规定,基于稳态热传导理论,对某3500t级沥青船在不同装载工况下的温度场进行计算。在已知温度场分布的条件下,将结构温度场与机械载荷场进行"温度-结构"单向耦合分析,得到沥青船主舱段的组合应力。研究结果表明,温度应力对沥青船的结构强度有极大的影响,高温条件下,船体组合应力大大超过许用应力,在设计沥青船或LNG船这种具有极端温度载荷的船舶时,要着重考虑温度应力对船体结构强度和屈曲强度的影响,为同类型船舶的组合应力计算和强度校核提供一种思路。

矩形耐压舱预应力支柱优化设计

[目的]为有效降低矩形耐压舱顶甲板的弯曲应力,[方法]提出在耐压舱内部设置预应力支柱。首先,给出支柱布局及尺寸已定的情况,以支柱预应力为设计变量,顶甲板板架弯曲应力为目标函数,建立考虑支柱应力约束的支柱预应力最优配置数学模型;然后,进一步将支柱位置作为设计变量,进行支柱布局及其预应力配置优化设计;最后,在预应力优化结果的基础上提出一种降低支柱结构重量的设计思路。[结果]优化结果表明,合理配置支柱的预应力,在支柱重量不增加的前提下顶甲板板架弯曲应力值降低了21.6%;进一步优化后,最终的支柱优化设计方案使顶甲板板架弯曲应力进一步降低了16.0%。[结论]研究结果可为类似结构设计提供方法参考和设计借鉴。

钢质海洋渔船中剖面结构优化设计

绿色渔船是渔船未来发展必经之路,对渔船进行中剖面结构优化达到节能减排的目的可使其符合渔船发展趋势。采用改进蚁群算法对海洋渔船中剖面结构进行优化设计,选取纵向构件的板厚、剖面积、件间距等18个构件尺寸作为设计变量,建立以单位长度中剖面纵向构件质量轻量化的目标函数,根据《钢质海洋渔船建造规范(2015)》提取总纵强度等8个约束条件,从而建立海洋渔船中剖面结构优化数学模型。改进的蚁群算法对该模型进行优化计算,结果显示:43 m流刺网渔船的中剖面纵向结构舱段长度的质量共减轻12. 43%,且改进后的蚁群算法更为适用于渔船结构优化设计。经过中剖面结构优化的渔船自重明显变轻,载货量增加,渔船经济性得到改善,渔船的能效水平得到了提高。

船舶防海盗措施及安全舱室的设计

当前,海盗劫持船舶已经常发生,如何保护船员和船舶的安全,已是船厂和船东急需解决的问题。通过对海盗攻击方式以及攻击线路的研究,从设计角度上阐述了防海盗措施的种类与方法,尽可能延缓海盗的攻击速度,并着重对安全舱室在船舶上的应用作了综合的分析研究,所制定的防盗措施已被实船部分使用,且获得船东认可。

舱口盖制作检验与公差要求

舱口盖是船舶重要的舾装件 ,其质量要求较高。要保证质量 ,在制作过程中检验是必不可少的环节。本文论述了舱口盖制作过程中检验的项目、步骤、方法及要求 ,以利于提高制作质量 。

舱口盖零件焊接收缩量的估算

本文通过对舱口盖钢结构零件预放收缩量的考虑因素、预估方法、过程控制与经验积累等方面的论述 ,以达到控制舱口盖完工主尺度的目的。

对有空气隔层隔热结构的计算和分析

本文对有空气隔层隔热结构的传热机理进行了分析,并给出计算经验公式和计算方法,还对两种常见结构进行了计算分析。