基于疲劳强度的双层底船体典型节点优化设计

结构疲劳破坏是造成船舶与海洋结构物的主要破坏模式之一,对于双层底船体某些结构形式,其疲劳强度问题尤为突出。选取某大型散货船为研究对象,依据整船有限计算结果以及大量文献调查,确定疲劳损伤部位,对船体双层底过渡区典型节点及优化后节点分别设计和开展缩比模型试验,综合试验与有限元计算结果验证了疲劳试验以及优化方式的可靠性,并采用D曲线与CCS《船体结构疲劳强度指南》对节点模型进行疲劳强度评估,结合疲劳试验结果进一步说明,该优化方案对双层底船体类似节点的结构设计具有一定借鉴意义。

双层底结构优化及减振效果分析

针对海洋平台安装基座隔振性能分析,建立其所在位置的基础结构(双层底结构)有限元模型,以点群加速度响应最大幅值处的振级落差为评价指标,采用变密度法对双层底结构进行开孔、开孔与加筋两种方案的拓扑优化,并与原始结构减振效果进行对比分析,同时开展试验验证优化结果。结果表明:优化后基座振级落差较原始基座提升3.41 dB,试验结果与仿真结果的最大误差为5.2%。两者具有很好的一致性,优化结果可靠,优化后减振效果明显。对基座减振设计具有一定的指导和借鉴意义。

水下近场及接触爆炸作用下双层底结构损伤试验研究

针对水面舰艇底部结构设计双层底缩比试验模型;据冲击因子设定水下近场及接触爆炸工况,通过对试验结果分析,总结双层底结构在近场及接触爆炸载荷作用下的损伤模式;采用体积等效原理对试验模型裂纹处板厚变化分析,确定Q235钢在双层底模型拉伸破坏模式中的断裂应变;为舰船抗爆抗冲击的理论及数值研究提供参考数据。

舰船双层底液舱水下爆炸作用下动态响应

用AUTODYN有限元程序研究水下非接触及接触爆炸作用下舰船双层底液舱内底的载荷特性。分别分析非接触及接触爆炸作用下,舰船双层底液舱半载与满载时内底的冲击载荷种类,探讨爆距及装载状态的不同对内底爆炸载荷特性的影响。研究表明,液舱满载时,透射冲击波是威胁内板的主要载荷形式;药包非接触、液舱半载时,液舱内部飞溅载荷是威胁内板的主要载荷形式;药包接触、液舱半载时,高速水层抨击是威胁内板的主要载荷形式,据此,总结得出舰船在服役过程中双层底液舱应采取的装载状态。

双层底分段建造过程的方案选优

介绍了双层底分段的七种建造方案 ,对建造流程进行了分析。并以韩国大宇的一个实际双层底分段的建造为例 ,用建造时间 ,建造工时以及其他若干评判准则比较了不同方法的优劣 ,找出最优的建造方案。

双层底分段装配方案的模糊综合评判

在分析影响选择分段装配方案若干因素的基础上,提出了双层底分段装配方案的多级模糊评判方法,并以实例介绍了二级模糊评判方法的计算过程,以及将计算结果应用于不同方案的优劣比较,从而得出了最优建造方案的全过程.

船舶双层底框架的模态分析

采用有限元方法,对主机机舱双层底框架进行模态分析,分析板厚和肋对结构振动模态的影响.结果表明,增加船舱板厚度会使结构刚度和固有频率上升,但与单板所呈现的同阶频率等幅增大的规律不同;肋对结构振动模态的影响比较复杂.分析指出工程中更应注意肋的选取.

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO_2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO_2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO_2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。

简化双层底结构振动传递及抑制特性分析

本文运用波分析法研究了简化双层底结构振动能量传递及抑制特性。通过理论计算,对比了不同阻振质量布置的阻振效果;根据多级阻振质量的局限性,提出阻振质量结合阻尼层的复合抑制措施。使用有限元法建立阻抗边界模拟无反射边界对简化模型进行了数值试验,有限元法与解析法结果基本吻合,验证了理论分析的正确性。研究结果表明,内外底板均以弯曲振动为主,底纵桁发生弯曲或纵向共振时,传递至外底板的振动能量最高;复合抑制措施可以达到甚至超过多级阻振质量的阻振效果,并能有效拓宽隔振频带。这为双层底结构振动抑制提供了理论分析和数值试验基础。

舰船双层底新型抗冲击结构形式的冲击性能数值仿真研究

双层底结构是舰船机舱的重要组成部分,在船舶局部强度的提高、机舱的防水性等方面发挥着重要的作用。舰船主机在运行时不可避免的产生振动和冲击,该振动和冲击会通过支撑部件传送到双层底结构,并引起双层底结构的受激振动,进而导致其他船体结构的振动和冲击。由于双层底结构是船舶强度支撑的重要部件,其抗冲击和振动性能对船体结构强度和稳定性有重要意义。因此,舰船双层底抗冲击结构形式和减振技术引起了国内外研究人员的广泛关注。本文采用有限元分析技术,对舰船双层底新型抗冲击结构进行了冲击性能研究,主要包括冲击性能数值计算和振动仿真等内容。

Sevan钻井储油平台双层底结构的运动响应数值计算分析

为研究双层底结构Sevan钻井储油平台在南海海况下的运动响应特性,建立SEVAN650平台的ANSYS有限元模型,将模型导入水动力分析软件AQWA进行数值计算,得出双层底结构SEVAN650钻井储油平台的垂荡、横摇、纵摇运动响应幅值算子曲线,进而分析SEVAN650平台在南海海况风暴自存状态下的运动特性。研究表明,在风暴自存状态下,双层底平台的垂荡、横摇、纵摇的固有周期大于单层底平台。随着双层底平台直径的增加,平台的固有周期和垂荡最大响应幅值逐渐增加,平台横摇和纵摇最大响应幅值先增加后减小,在直径87.5 m时达到峰值,双层底结构的使用效率逐渐降低。由于双层底直径85 m平台的固有周期已在风暴情况波浪周期外,在风暴作用下平台不会发生共振,因此SEVAN650双层底直径85 m平台能够满足在我国南海生产作业。

基于工艺过程的船舶双层底分段装焊教学设计

船舶双层底分段装焊工艺是船舶建造课程的重点教学内容。在课堂教学过程中,应对船舶双层底分段装焊的工艺过程进行充分分析,运用多媒体教学、生产实训项目、分段模型制作等方法,合理设计课堂教学,突出教学的重点和难点。实践证明,将此教学设计应用到船舶双层底分段装焊工艺中,能使学生掌握核心知识,提高学习效率,增强学生的综合竞争力。

水下非接触爆炸载荷下双层底结构单元抗冲击性能研究

舰船结构水下非接触爆炸的动态响应研究是舰船生命力评估的基础。基于普通双底结构,设计了3种新式的X型、Y型双底单元和Ⅰ型双层底结构单元,分析了4种结构在200 kg TNT炸药不同爆距冲击波载荷作用下的损伤变形特征,运动响应以及结构的吸能特性。结果表明,X型、Y型单元吸收较少能量,尤其内底板吸收能量少,应变、冲击速度和加速度响应值也小,内底板更安全。Ⅰ型单元外底板的变形和应变小,其安全半径约为15 m,其余3种单元安全半径都约为20 m。4种结构临界半径都小于10 m。

水面舰船复合双层底结构隔振特性分析

为了提高水面舰船的声隐身性能,对典型的双层底结构进行了剖析和研究。由于"┻┳"形连接结构在大部分频率处的透射效率较小,同时偏心阻振质量块对振动波有较好的阻隔效果。因而,在双层底的纵桁和肋板上构造"┻┳"形连接结构和添加不同偏心距和重量的阻振质量块,形成复合的双层底结构。采用FEM法对改进前后的双层底结构的振动特性进行数值仿真计算。结果表明:在双层底内部构造"┻┳"形连接结构使结构发生突变,从而导致结构阻抗也随之发生变化,产生阻抗失配,这样在部分频段就能有效的阻断振动波的传递,而且阻振质量的偏心布置和增大阻振质量也都会在一定程度上提高隔振效果。使之复合双层底结构的声隐身性能有可能得以改善。

不同激励下双层底振动传递特性研究

为了控制结构振动引起的船舶辐射噪声,截取某型舰艇的机舱双层底并按比例缩减,建立双层底结构的有限元模型,以舱室辅机设备离心泵机脚振动加速度作为单激励,离心泵与激振机激振力代表多激励,在20 Hz～400 Hz频段内对单激励与多激励下双层底结构的频率响应进行分析,并计算底桁和实肋板的结构声强,根据各实肋板和底桁的声强贡献度及声强矢量图对峰值频率的主要传递路径进行辨识排序;以此为基础在主要传递路径上布置阻振质量块,用声学边界元方法计算双层底结构的远场辐射声,以研究频段内合成辐射声功率级为评价指标验证减振措施的可行性。研究发现双层底结构在单激励和多激励下的主要传递路径都位于激励侧下方,单激励变成多激励后系统的最大响应峰值频率由33 Hz变成87 Hz,底桁和实肋板的Y向结构声强和增大一个数量级;在主要振动传递路径布置阻振质量使双层底结构的声辐射减少了8.2 dB。

双层底船舶搁浅损伤数值仿真研究

文中采用ABAQUS建立了楔形体切割板架的仿真模型,将仿真结果与实验结果进行对比,验证了数值仿真模型的可靠性.在此基础上,开展了双层底船舶搁浅的结构损伤数值模拟研究,分析了船底结构的搁浅损伤、搁浅力,以及能量吸收特性,并研究了礁石形状对船舶搁浅性能的影响.结果表明:纵桁及外底板是主要的抗搁浅损伤构件;相比于锥形礁石,底部半径相同的球形礁石和台形礁石对船底内底板造成的损伤程度较小,对其他船底构件损伤程度较大;且船底在球形礁石和台形礁石下的搁浅宽度较大、搁浅长度较短.

船舶主机-双层底耦合振动模态综合研究

当前船舶机舱局部动力分析中,以集中质量点模拟主机不能准确反映主机振动对双层底的影响,而建立详细的主机实体有限元模型则其自由度数目庞大、计算成本过高。为解决此类问题,在主机-双层底耦合系统振动分析中引入模态综合法。分别以主机、双层底有限元模型为对象,通过MATLAB编程实现主机和双层底的模态综合,可获得阶数显著降低的主机-双层底耦合系统质量矩阵、刚度矩阵。计算结果表明,固定界面模态综合法的引入不仅能够准确地反映主机-双层底的耦合振动特性,解决主机详细建模带来的计算成本过高的问题,而且还可以方便地应对双层底结构的修改,避免主机模态的重复计算。

SOLAS对双层底要求研究

阐述了SOLAS对船舶双层底布置要求,分析了该要求的适用范围和双层底布置要求的内容,对因故不能满足船舶双层底布置要求的区域,给出了规范要求的底部破损稳性核算的一般步骤。结合实际案例,提出了在进行双层底布置和破损稳性计算中应注意的事项。同时,为了保证船舶的安全性,对船舶分舱布置设计提出了若干合理化的建议。

近海供应船双层底开孔结构强度分析

以载运大比重液货近海供应船为研究对象,采用直接计算对其双层底开孔结构强度进行分析,以验证是否能同时满足CCS《钢规》和IBC Code中对双层底开孔尺度的不同要求。经有限元建模直接计算校核,结合规范条文,得出满足船舶结构强度要求且适度的开孔尺度,整个过程可供设计和审图人员参考。

双层底分段装配顺序方案的模糊综合评价研究

在综合考虑实际生产过程的基础上选择评价指标,应用模糊理论建立二级模糊综合评价体系,并选取一双层底分段装配顺序方案为具体实例,介绍了模糊综合评价的计算过程,最终得到该分段装配顺序方案的整体评价结果.通过该方法得到的评价结果可以为实际分段的生产装配提供指导.