舰艇总纵弯曲强度实验教学设计与实践

为提高学生对舰艇总纵弯曲强度知识的掌握和运用,针对"舰艇强度"课程中舰艇总纵弯曲强度这一关键和难点教学内容,根据舰艇结构的实际特点,设计了箱形船体梁总纵弯曲强度实验教学模型和教学内容,探讨了实验教学实施步骤。教学实践表明,实验直观地再现了舰艇的总纵弯曲、局部弯曲及其叠加问题,通过实验大大增强了学生对知识点的理解和实践能力,激发了学生的学习兴趣。

基于纵弯曲强度可靠性分析的船舶中剖面优化

研究基于船舶纵弯曲强度可靠性分析的全概率方法,以通过波浪载荷直接计算软件和船舶剖面强度信息计算得到的纵弯曲强度失效概率为目标函数,以相关规范对剖面构件的尺寸要求和剖面面积上限作为约束条件,通过MATLAB建立优化模型。并结合MATLAB集成的遗传算法工具箱对船舶中剖面进行优化设计。算例结果表明在剖面面积减小了0.38%的情况下,纵弯曲强度失效概率由原来的7.22×10-5降低为1.32×10-5,表明此方法用于船舶中剖面结构优化是行之有效的。

超规范散货船船体结构总纵强度有限元分析

对"超规范船舶"总纵强度的校核,规范上的经验公式及常规计算方法已不再适用。以某超规范散货船为例,采用全船有限元分析方法,利用SESAM软件建立水动力模型进行波浪预报并导出设计波,利用MSC.PATRAN建立全船结构有限元模型并施加设计波载荷、货物载荷等对船体结构总纵弯曲强度进行了计算评估。计算结果表明结构应力在许用范围内,且该方法能够准确地反映船体结构的变形和应力分布情况。设计者可以针对高应力区域进行局部加强,这对"超规范船舶"船体结构设计及优化具有重要指导意义。

长横对江渡新能源车客渡船总纵强度计算分析

长横对江渡为全电动、零排放新能源车客渡船,主甲板下设有推进器舱、机舱和超级电容舱,主甲板上布置车辆舱、旅客舱和驾驶室,用于旅客、中小型汽车和载重卡车跨江运输。主甲板和船底都采用纵骨架式,且船长不大于80 m,按照CCS内河规范规定可以免于总纵强度计算,但是考虑到该船宽深比(B/D)偏大,船首底部线型急剧收窄不同于常规渡船线型,以及电容舱不能设置满足规范要求的双向桁架等原因,在设计过程中不仅按照规范校核总纵弯曲和屈曲强度,还通过中部主船体舱段包括上层建筑有限元计算,进一步评估校核该区域主要构件屈曲强度,使结构设计更加合理安全。

上层建筑一体化船型有效度与应力预报

[目的]给出一种快速准确地估算含上层建筑船型总纵弯曲应力的方法。[方法]在前人研究的基础上,以某典型一体化上层建筑船型为对象,采用有限元数值仿真计算方法,对多种不同上层建筑的船舶进行有限元建模计算,结合3种定义方法计算上层建筑有效度,与采用常用的上层建筑有效度简化计算公式(英国劳氏规范经验公式、俄罗斯公式1、俄罗斯公式2)的结果进行对比。[结果]结果表明,这些简化计算公式在上层建筑中部区域附近的有效度预报值差别不大,与有限元值较为接近,但在远离中部区域时误差较大。而对不同长度、高度、厚度的有效度计算结果的对比表明,俄罗斯公式1计算得到的有效度与第3种定义方法的结果吻合度高,其与该定义方法结合后预报的应力值与有限元计算结果误差小。[结论]所提方法可作为一体化上层建筑船型船体梁弯曲应力的预报方法之一。