大型邮轮上层建筑舷侧开口结构剪切强度试验研究

以某大型邮轮上层建筑舷侧局部结构为研究对象,设计两种典型舷侧开口结构的缩比模型并开展了剪切强度试验研究,探究了在剪切载荷作用下大型邮轮舷侧局部开口结构的屈曲失效模式、应力状态和极限承载能力,归纳了舷侧开口结构的变形特点和应力分布特征。研究结果对于国内大型邮轮上层建筑舷侧结构设计及剪切强度评估具有较大参考价值。

基于遗传算法的邮轮舷侧开口结构补强技术研究

为提高国产化大型邮轮结构轻量化设计水平,开展基于遗传算法的舷侧开口结构补强技术研究。采用非线性有限元方法探究了常见补强加筋形式对舷侧开口结构在轴向压缩和垂向剪切载荷作用下的极限承载能力的增强效果,并详细分析了补强加筋间距、高度和厚度等参数对结构加强效果的影响。随后采用遗传算法开展邮轮舷侧开口结构补强加筋多目标优化研究,获得了增强效果好和结构重量增加较少的综合性能最优Pareto前沿解以及最优个体。研究结果表明,补强加筋可通过限制舷侧开口结构窄、纵向带板应力集中与屈曲失稳的方式,提高结构整体轴压极限承载能力。最后根据多目标优化结果给出了建议的补强加筋设计方案。

甲板舷侧大开口结构应力集中分析及钢模试验

在粗网格有限元模型计算结果的基础上,建立了某船甲板舷侧大开口高应力区局部细化的舱段有限元模型,并利用有限元软件MSC.Nastran对其应力集中现象进行了分析。基于材料分段线弹性假设,对该船甲板舷侧大开口结构有屈服点出现后,角隅区域的应力分布和塑性区扩展规律进行弹塑性有限元计算,并开展了甲板舷侧大开口钢质模型试验,试验结果验证了弹塑性有限元计算结果的准确性。本文的研究成果对于大型船舶甲板舷侧大开口这类特殊结构的强度衡准制定以及局部结构优化设计具有重大的参考价值。

大型邮轮舷侧连续开口结构弯剪强度简化计算研究

采用实船舱段模型分析船体结构强度过程较为复杂且耗时较长,建立简化模型是实现邮轮舷侧结构强度快速评估的有效手段,可为其初步设计提供重要支撑.文中基于劳氏船级社规范中的多甲板大型客船上层建筑舷侧开口结构强度校核评估计算方法,建立评估大型邮轮舷侧结构弯剪强度的简化计算模型,研究含开口舷侧结构在波浪弯矩作用下的承载特性和失效模式.结果表明:在静强度分析中,舷侧简化模型与全船半宽模型在波浪载荷作用下的应力分布和破坏位置基本一致;在极限强度分析中,简化模型可快速评估含开口舷侧结构的极限载荷及失效模式,文中所提出的舷侧结构简化模型为邮轮及客船结构设计提供了简便建模及分析方法.

舷侧不连续双层板架结构稳定性试验及改进设计

本文设计了舷侧不连续的双层板架结构模型,开展了该结构轴向受压稳定性试验,并采用非线性有限元软件Abaqus对其屈曲失效过程进行了数值仿真计算,分析了结构屈曲失效的诱因及过程。在此基础上,为提高该结构轴向受压稳定性,本文设计了4组改进设计方案,并使用经试验验证的有限元建模计算方法对这4种方案进行分析,选出最佳方案。本文的改进设计方法为此类结构的稳定性设计提供了参考依据。

多开口甲板板架结构极限承载力实验研究

[目的]为了研究多开口结构形式对甲板板架结构极限承载能力的影响,[方法]以2种不同开口形式的双层板架模型为研究对象,对其在轴向压缩载荷作用下的极限承载能力进行实验研究,对比分析双开口甲板结构和舷侧开口板架结构的失稳破坏模式及极限承载能力,得到多开口甲板板架结构在逐步崩溃过程中甲板各处应力的变化规律。[结果]实验结果表明:开口角隅处应力集中现象明显,随着轴向压缩载荷逐渐增大,开口中部甲板应力急剧上升,多开口结构最终均在最大开口的中部发生失稳破坏;甲板开口尺寸对结构初始轴向刚度的影响显著,舷侧开口结构则在弹塑性变形阶段对极限承载力的影响占主导地位。[结论]所提实验研究方法及结果可为此类甲板结构的设计提供参考。

超大型集装箱船舷梯布置优化

针对超大型集装箱船舷梯在收纳和使用方面存在诸多不便的问题,提出一种新方案将舷梯内嵌在2甲板以上,优化船体结构形式满足实际使用。以一艘2万箱级超大型集装箱船为例,通过规范校核及全船有限元计算对舷梯区域船体结构的屈服、屈曲及疲劳强度进行验证。