Research on stability design of a bar-reinforced spherical bulkhead

In this paper, the stability of a concave spherical stem bulkhead under the pumping load when still lying at the slipway is analyzed. The stability of the spherical stem bulkhead with different shell thickness and reinforcing forms is discussed. According to the results of stability analysis, the optimization design of the spherical stem bulkhead stability is performed. On the basis of considering the machining technical requirements of the bulkhead, a rational design of the spherical stem bulkhead structure is obtained. This paper has a certain value to the design of submarine's spherical stem bulkhead.

航空大型复杂钛框预锻成形初始毛坯优化

以某TA15钛合金框为例,采用数值模拟、响应面分析及物理模拟实验相结合的方法对预锻成形的初始毛坯形状尺寸进行了优化。构建了初始毛坯的参数化几何模型;建立了预锻成形有限元模型和响应面实验方案;以型腔各区域同时靠模为目标,根据不同初始毛坯的模拟结果,建立毛坯几何尺寸与模具型腔充填之间的定量关联关系,并通过极值求解计算出最优毛坯几何尺寸;最后采用有限元模拟和物理模拟实验验证了初始毛坯优化的可靠性和准确性。结果表明,该方法能有效克服大型复杂钛框预锻成形中常见的填充不满、成形载荷过大等问题,实现预锻件在型腔不同区域同时靠模。

基于HCSR描述性要求的散货船槽型舱壁优化设计

考虑到槽型舱壁的槽条参数选取通常参考母型船或由工程师凭借经验确定,采用Excel-HyperStudy联合优化模型建立了槽型舱壁的优化设计方法和流程,基于HCSR描述性规范总结槽型舱壁设计的局部强度、槽条抗弯能力、腹板抗剪切能力和腹板剪切屈曲能力方面的要求,针对槽型舱壁优化设计的关键技术即槽条布置、载荷计算点、槽型舱壁水平板缝的垂向位置、槽条的计算长度和槽型舱壁的重量计算等给出计算方法,提出使槽型舱壁重量最小的优化数学模型,建立HCSR槽型舱壁各工况的加速度、载荷和校核要求,以某散货船非风暴压载舱的槽型舱壁设计为例,建立槽型舱壁优化设计关键技术的计算方法,相比于传统方法能更准确地获取设计目标与各参数之间的相关性和重量更优的设计方案。

岩滩水电站扩建工程尾水检修闸门室施工组织设计优化

针对岩滩水电站扩建工程5号、6号机组尾水检修闸门室施工因尾水隧洞交面时间滞后,闸门室超高超深、空间窄小、地质条件较差而增加施工内容和施工难度等问题,笔者从闸门室开挖支护、混凝土施工、闸门安装等方面阐述了施工组织设计优化,通过改变闸室开挖方案和混凝土施工方式,精心策划,科学安排,实现了优质、高效施工,且按合同工期完工。

邮轮轻质防火围壁的形貌与螺栓布局协同优化设计方法

本文提出一种夹芯防火围壁形貌与螺栓布局协同优化设计方法,分别建立考虑重量目标、刚度约束、强度约束和屈曲约束的夹芯防火围壁形貌优化设计的数学列式和连接螺栓的拓扑优化设计的数学列式;以某邮轮上层建筑防火围壁设计为例,说明基于该方法的设计过程,包括起筋形貌优化中设计区域的选择、设计变量的确定、最终起筋参数的精细化设计以及基于最优夹芯防火围壁连接螺栓设计域的划分、可行性螺栓拓扑布局的提取和连接螺栓最终布局的方案设计等;最后通过全船相关载荷工况验证不同螺栓布局设计方案连接的夹芯防火围壁的力学性能,通过承载耐火试验验证指定夹芯防火围壁形貌和连接螺栓的可行性和有效性。研究表明:利用本方法优化设计的夹芯防火围壁不仅在全船相关载况下具有良好的承载性能,而且其形貌和连接螺栓在耐火试验过程中均保持了它的承载能力。该方法可为邮轮围壁优化设计提供一定参考。

福溪水库泄放洞改造金属结构布置与设计

福溪水库为提升防洪能力,将原导流洞改建为泄放洞作为汛期预泄设施。主要介绍该水库泄放洞改造工程金属结构设备的总体布置和具体设计,并从设备布置、结构设计、启闭机选型等方面进行阐述,工程的金属结构在确保结构强度、刚度及稳定性的前提下均能符合现行规范要求。

某水利枢纽工程导流洞封堵体设计与施工

某水利枢纽工程导流洞堵体混凝土施工具有工期短、强度大、负温施工期长和自然降温困难等特点,针对上述特点,经过仔细的分析论证,导流洞封堵体的施工控制参数较原设计值进行了适当提高。根据监测资料显示,堵体混凝土运行性状良好,满足设计功能要求,对同类地区水工隧洞堵体的设计与施工具有一定的借鉴意义。

基于形貌优化技术的邮轮轻型防火围壁设计

为了开发具有优良防火和承载性能的新型轻量化围壁结构,替代上层建筑区域的传统加筋防火围壁,提出一种基于形貌优化技术的邮轮轻型防火围壁设计方法.基于该方法设计的轻型围壁中波纹加筋的位置和数量是根据承载要求及加工工艺要求生成,克服了常规波纹围壁设计中波纹位置和数量均已事先确定的缺点.针对指定设计区域,以邮轮防火围壁结构轻量化为目标函数,以焊缝区结构应力、非焊缝区结构应力以及围壁一阶屈曲因子为约束条件,建立了邮轮防火围壁形貌优化设计模型并求解.提取形貌优化结果得到可行的邮轮防火围壁构型,经二次设计得到最终构型,并与传统加筋防火围壁的力学性能进行了比较.结果表明,新型邮轮防火围壁与传统加筋防火围壁相比具备轻量化优势和良好的强度.

结构参数改变对舱壁结构振动影响的研究

舱壁结构是否合理直接影响到舱壁甚至整个潜艇的振动性能,为得到合适的舱壁结构参数,分别以舱壁板厚度、骨材数量、骨材截面大小为变化参数,以振动的均方法向速度为衡量振动优劣的标准,得到不同参数对应的舱壁振动的均方法向速度频响曲线,分析了振动随激振力频率、激振力作用方向、舱壁结构参数的变化规律,并以此为依据,设计了合理的结构形式和结构参数,得到了振动性能良好的舱壁。

基于iSIGHT的油船槽形横舱壁优化设计

介绍iSIGHT优化设计软件 ,建立油船槽形横舱壁重量最小为优化目标的数学模型 ,在iSIGHT环境下进行了优化设计。

海洋平台甲板及舱壁结构减隔振特性研究

对某海洋平台的甲板及舱壁结构减隔振特性进行研究,考虑包括改变甲板及舱壁的型材参数、布置方式、应用阻振质量及自由阻尼层等抑制结构振动的设计方法。以被减隔振结构上振动测点的平均振级为评价指标,研究甲板及舱壁结构的不同设计对结构减隔振性能的影响规律。结果表明:提高被考核甲板减隔振效果的技术途径为将甲板上的部分加强筋改为强梁或者增加甲板强梁的高度及对应的翼板宽度,而且不影响被考核舱壁的减隔振特性。同时提高被考核甲板和舱壁减隔振效果的最佳技术方案则是在振动激励源所在甲板周围的边缘增设阻振质量。

大型水压试验闷头的结构设计方案

本文介绍了大型水压试验闷头的几种结构方案 ,通过对各种方案的强度性能和制造成本的比较 ,选出了合理的设计方案 ,表明方案的论证具有显著的经济效益。

舱段的声振特性分析和舱壁的振动控制

为降低舱壁振动对圆柱壳舱段声振性能的影响,对舱壁展开结构声学设计,并采用阻尼减振理论措施。在舱壁表面敷设阻尼材料以减小结构振动响应;利用阻抗失配原理,在舱壁根部与壳体连接处添加贴板支撑垫以增大振动波传递损失。采用FEM/BEM法对改进舱壁前后舱段的声振性能进行数值计算,分析舱壁的振动控制效果。结果表明:舱壁敷设阻尼材料和添加贴板支撑垫不仅可有效降低舱段振动和声辐射,也进一步地隔离振动波向舱段壳体的传递,是一种较好的减振降噪措施。

圆筒形FPSO穿舱件设计

圆筒形FPSO管线设计比较密集,原油从海底采集上来以后经过简单处理,然后通过上部模块货油管线穿过主甲板将货油注入到货油舱内;船体内部压载泵将海水提取上来后经压载管线穿越压载舱将海水分配到各舱室;上部模块公用系统部分排海管线穿越舱壁,将处理过的开排水或其他生活水直接排海。不同管线穿舱设计形式也会不同。

典型舰船舱壁结构隔振优化设计

基于波动理论,探索了船体结构布置阻振质量后的振动波传递的机理,讨论了振动波入射角度、阻振质量截面尺寸对其隔振性能的影响。从阻抗失配的角度出发,开展双层壳动力舱段典型舱壁结构隔振优化设计。综合运用刚性阻振质量锯、阻振质量环路,初步给出了具有高传递损失特性的舱壁结构形式。结果表明:隔振优化设计后舱壁结构在有效降低了动力舱段结构振动与声辐射的同时,更加显著地隔离了结构噪声向邻近舱段的传递。

潜艇内部平面舱壁设计研究

对国内潜艇内部平面舱壁的设计现状进行了分析研究,补充与完善了水平大梁与垂直梁肘板处的弯矩与剪力的公式。采用优化设计方法完成了对舱壁板、水平大梁、水平大梁肘板、垂直梁、垂直梁肘板的全部设计计算,使内部舱壁的设计更合理、更科学。对舱壁板厚度的设置提出了控制条件,分析了舱壁板厚度、水平大梁腹板厚度、垂直梁腹板厚度、垂直梁间距对舱壁总重的影响。

22000吨级超宽浅吃水双桨油船结构设计关键技术

22000吨级超宽浅吃水双桨油船是目前世界上最大的加油船。文章简要介绍了该船的船型特点,阐述了该船结构设计的关键技术。针对该船超常规尺度的特点,采用波浪载荷预报及有限元直接计算方法计算其结构尺寸,并与常规尺度船舶进行比较发现二者结构尺寸差别较大。创新采用的只设顶墩不设底墩槽形舱壁设计满足结构强度、舱容和工艺要求,并实现舱壁轻量化设计。创新采用的"肋板/纵桁+半高桁材+局部支撑"半开放式槽形舱壁支撑设计,既方便了施工,又减轻了结构重量。采用多项轻量化设计技术,减轻了结构重量,降低了建造成本,提高了营运经济性。该船的超常规尺度结构设计对类似船型的结构设计具有一定的借鉴意义。

一种新型复合舱壁结构的静力优化设计方法

针对一种新型的复合舱壁结构开展静力学分析和优化设计,首先求解复合舱壁在横向载荷作用下的挠曲面近似表达式;其次提出复合舱壁的钢板屈曲载荷和层合板屈曲载荷的匹配关系;最后,以质量最小为优化目标,开展复合舱壁的静力学优化设计,建立优化数学模型,并提出优化流程,即确定边界条件,开展屈曲优化设计,确定钢板和层合板的材料选型和最佳厚度,进行弯曲性能的优化,确定陶瓷棉的材料选型和最佳厚度。

基于响应面法的复合材料舱壁结构优化设计

为减轻船舶结构重量,提高船舶的承运能力,造船企业逐渐考虑采用复合材料结构替代常规的钢制舱壁结构。为得到最佳的舱壁结构设计参数,提出了一种将响应面模型与遗传算法相结合的优化设计方法。采用Box-Behnken设计方法,在设计空间中抽取样本点并进行模拟,建立舱壁最大变形、最大Mises应力及质量的响应面模型。利用遗传算法对响应面模型进行优化,得到Pareto最优解。仿真实验表明:与原先的钢制舱壁方案,优化后的质量减轻了约23%,最大变形基本与钢制舱壁方案一致。研究结果表明所提出的方案适用于工程结构多参数优化设计。

13 500 TEU集装箱船结构设计要点

为开发新一代可通行巴拿马新船闸的主力集装箱船型,基于LR船级社结构审核验证体系,结合船东个性化需求,对13 500 TEU集装箱船的中剖面、横舱壁结构、舱口角隅结构、箱角加强结构、舱口围板结构、机舱结构等进行优化设计,该船已顺利完成建造并交付船东使用,运营情况良好。