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。

船体结构T型接头焊接变形数值模拟研究

T型接头是船体板架结构中最典型、同时也是数量最多的接头形式,通过对不同焊接速度、不同焊脚长度影响因素下,焊接热输入量的有限元分析,对焊接所产生的固有应力、应变进行模拟计算,从而得出了相应的纵向、横向焊接变形,为T型接头焊接变形的有效控制提供了准确的数据,研究成果为我国现代造船模式的建立、造船精度控制产生积极作用。

潜艇锥柱结合过渡结构的有限元应力分析

针对潜艇耐压结构的锥柱结合形式 ,采用大型有限元软件ANSYS建模进行计算。首先简化实艇的几何参数 ,然后加载进行计算 ;计算结果与迁移矩阵法计算结果以及实艇泵水试验所得数据进行对比 。

锥柱结合壳加强形式应用研究

在现代潜器的耐压船体结构设计中 ,广泛采用了锥柱结合壳过渡结构形式。厚板削斜锥壳过渡环是一种新型的加强形式 ,能有效地减小锥柱结合壳处的局部高应力 ,并具有结构重量轻、制造工艺简便、加强效果好等特点。为满足现代潜器的发展需求 ,本文采用迁移矩阵法专用程序 ,对该种加强形式进行了大量的理论计算和分析研究 ,以获得最佳的结构形式和参数 ,为现代潜器应用厚板削斜锥壳过渡环设计提供指导原则。

船舶建造分段搭载精度的控制和优化

文章通过全站仪对船舶建造的分段基准点精确定位,建立三维控制优化模型,优化船舶模拟搭载作业流程,使船舶搭载过程中的余量修正最小化。

不同强度匹配10CrNi3MoV船体钢焊接结构的安全评定

为了研究不同强度匹配对焊接接头安全性能的影响,基于"欧洲工业结构完整性评定程序(SINTAP)"提供的失效评定图FAD方法,针对不同强度匹配的10CrNi3MoV船体钢焊接接头,建立了对应的失效评定曲线。根据母材与焊缝的拉伸试验及CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果,对比分析了3种匹配条件下的接头安全评定结果。研究表明,对于选定的评定级别,不同强度匹配系数对FAD图形状的影响很小;焊缝强度较高时,接头对塑性失稳的抵抗能力取决于母材性能;接头韧度水平相似时,低匹配接头对塑性失稳及脆性断裂的抵抗能力均稍差,弱于等匹配与高匹配;焊缝强度稍高于母材的"等强匹配"安全裕度最大,安全性最佳。

45kg级船体钢焊接接头TIG熔修效果研究

经对ＴＩＧ熔修和未经ＴＩＧ熔修的４５ｋｇ级船体钢焊接试样，围绕对船体使、用影响较大的 力学性能作了较为全面的试验研究。结果表明：按一定工艺规范熔修处理的焊接接头，其海水 介质腐蚀疲劳抗力、爆炸冲击抗力、低温脆断抗力等都得到了显著改善。

壳体结构的模块化设计方法

利用模块化设计的思想,能够实现产品人性化、简洁化、多样化的设计目标。通过研究以功能为核心的壳体模块划分方法,将模块化设计的方法与壳体结构设计相结合进行对比研究,对壳体各部分结构的功能进行划分和接口设计,分析模块化设计方法在壳体结构设计中运用需解决的关键问题,归纳出壳体结构的模块化设计程序以及不同设计方法对壳体结构设计的意义,从而实现产品的人性化、简洁化、多样化设计,并结合实例分析。

基于微波多普勒雷达的海杂波区小目标特征联合检测

针对海杂波区小目标回波能量较弱,多普勒域与海杂波接近甚至重叠的特点,采用特征联合检测算法提高目标检测性能。首先,对雷达回波进行中位数自适应杂波抑制预处理;然后,对待检测单元提取多普勒峰值、峭度和熵值特征,形成特征向量,对残余杂波训练单元采用凸包算法获得判别区域;最后,以判别区域是否包括待检测特征向量对应点初步判断目标有无,再根据凸包混合积分布设定恒虚警门限滤除虚警。实测微波多普勒雷达数据处理结果表明,目标检测结果和实际情况一致。采用蒙特卡洛仿真对算法性能进行分析,表明该算法的检测性能优于对比算法,为雷达海杂波区目标检测提供了新方案。

海杂波背景下目标的联合特征差异检测

针对低信噪比海情下的小目标检测效果不理想的问题,利用消除趋势波动分析法提取海杂波分形参数,分析了海杂波的功率谱及其熵特征,提出了海杂波背景下的联合特征目标检测方法。在雷达回波中提取海杂波的分形参数和功率谱熵特征组成二维向量,利用凸包训练算法获得纯海杂波判别区域,同样对先验知识下的待测海杂波提取这两个特征参量,以此特征参量所对应的点是否在此判别区域内来判别是否存在目标。利用加拿大IPIX雷达数据,证明了所提算法优于用单个特征差异作为统计量的方法,在相同虚警概率下检测效果明显提高,为雷达目标检测提供了新的检测方案。

船体钢焊接接头的韧性要求与控制

在实验室条件下，以FTP准则为判据，对潜艇耐压壳体母材韧性进行了测评，并重点就焊接接头性能是否符合壳体抗爆要求的问题进行了小试样实验研究和理论分析。最后根据有关试验结果给出了接头质量控制的合理焊接工艺参数。

锥柱耐压壳典型焊接接头残余应力的数值模拟

基于热-弹塑性相关理论,采用ANSYS的APDL语言编制焊接残余应力数值模拟程序,采用生死单元技术及间接耦合法模拟了典型焊接接头只焊一条焊缝、两条焊缝同时焊和两条焊缝分开焊三种模拟方法的轴向焊接残余应力σx。结果表明:采用不同模拟方法,典型焊接接头的变化规律一致,均在焊缝附近达到最大值;但采用不同方法得到的σx应力水平不同,两条焊缝的残余应力会相互影响,在进行相关研究时这种影响需要考虑在内。两条焊缝分开焊与同时焊相比,分开焊可以在一定程度上减小焊缝中心附近区域的轴向焊接残余应力,且在焊缝的凸面这种减小作用更加明显。

联合船机电系统的舰船自主控制模型研究

船机电系统为舰船任务执行提供必要的服务支持,如水、电、油以及机动性,是舰船其他系统以及整个舰船正常工作的基础,而现今船机电系统大多依旧基于"人在回路"传统方式进行控制及决策,增加了对人员配置的需求和运行成本。为此,结合大型水面舰艇船机电系统物理模型特征,提出了一种基于功能接口的分层建模仿真方法,建立了联合船机电系统的自主控制模型,实现船机电系统作业模式与损害管制方式从传统基于人员运行向自主运行转变。仿真实验表明,使用该模型可使船机电系统平台具备正常、故障和损害情况下无人监督时自适应性重构与自主执行能力,有效提高舰船平台自动化水平与整体生命力。

船体结构钢焊接节点振动疲劳强度评价

对船体结构钢（2C和903）焊接节点进行了振动疲劳强度试验研究，建立了一个基于疲劳试验结果得到的σ99.9与已有规范中疲劳允许力值[σ]之间的关系。这个关系对今后规范中允许应力的制定有参考价值。

锥柱耐压壳高强度钢典型焊接接头残余应力研究

锥柱耐压壳常采用高强度钢建造,高强度钢对焊接残余应力较为敏感,因此有必要针对耐压结构典型焊接接头的残余应力进行研究。本文基于热弹塑性相关理论,采用Ansys的APDL语言编制焊接残余应力数值模拟程序。研究板厚、板宽、锥角以及焊接速度、焊喉温度对典型焊接接头轴向焊接残余应力的影响。研究表明:锥柱耐压壳凹面焊趾附近区域残余拉应力较大,应作为疲劳强度研究的重点区域。板厚和焊喉温度对残余拉应力的影响较残余压应力大;板宽和锥角对残余拉、压应力影响均较大。本文的研究可以控制焊接残余应力和优化焊接加工工艺,并为后续耐压结构疲劳强度的研究奠定相关理论基础。

铝合金上层建筑与钢主船体的新型焊接过渡接头

在分析现行的用于铝合金上层建筑与钢主船体焊接的过渡接头存在问题的基础上，提出了一种新型过渡接头。它在耐热性、传递载荷、装配焊接工艺、降低成本等方面均优于现行过渡接头。另外，文章对新型过渡接头的爆炸复合工艺及质量控制也作了简要说明。

大潜深平台多耐压体连接结构接头连接设计

多耐压体大潜深平台在深海静水压力作用下各耐压体纵向变形存在明显差异,导致连接结构发生弯曲变形,会对结构安全和相连设备造成不利影响。对比分析连接结构焊接和接头连接的优缺点,提出一种固定接头与活动接头结合的连接结构接头连接方案,使得连接结构最大主应力相比焊接时降低41.1%。为使连接结构接头连接方案能够更好地承载纵向冲击载荷,设计了一种位移补偿接头,既能在下潜过程中实现耐压体纵向自由移动,又能在下潜到工作深度后和固定接头一起承受纵向冲击载荷。本文可为多耐压体大潜深平台连接结构设计提供有益参考。

圆锥壳大型开孔围栏焊缝裂纹疲劳寿命分析

[目的]旨在研究受均布压载荷的圆锥壳大型开孔围栏焊缝结构中的疲劳寿命问题。[方法]以某水下耐压结构模型作为研究对象,构建有限元模型,使用结构应变方法获取该结构的疲劳危险点并计算该点处疲劳寿命。将计算结果与该水下耐压结构模型的试验数据进行对比,验证结构应变方法在此类结构疲劳寿命评估中的准确性。[结果]结果表明,结构应力最大部位出现在围栏焊缝靠近模型大端一侧,与试验中疲劳裂纹出现位置一致。结构应变方法计算得到的疲劳寿命与实际试验结果基本吻合,实际试验中的疲劳数据落在主e-N曲线的一条窄带上;围栏焊缝危险点处正向结构应力远大于切向结构应力。[结论]结构应变方法可以较好地解释圆锥壳大型开孔围栏焊缝结构的疲劳寿命问题,在此类载荷条件下,危险点处初始裂纹应当为一型。

船用高强钢T型接头焊接角变形预测仿真

以船用高强钢的T型接头为研究对象,在物理模拟试验的基础上,基于人工神经网络调用MATLAB软件的工具箱建立船用高强钢T型接头角变形BP神经网络模型,仿真焊接工艺参数、底板厚度、焊接顺序等因素对角变形的影响,探索抑制船体钢结构焊接角变形的有效措施。结果表明该方法可以快速预测、预报船舶T型接头焊接过程中产生的角变形量。测试结果与仿真结果之间的偏差较小,采用分段退焊的角变形量最小,T型接头焊接角变形随焊接电流的增大而增大,随底板板厚增加而减小。

10CrNi3MoV船体钢T型焊接接头裂纹试验与分析

本文就某型船体用10CrNi3MoV钢T型焊接接头为例,通过焊接接头探伤检测、焊缝扩散氢测定、焊缝微观组织观察等试验及焊接残余应力计算,分析焊接接头裂纹产生原因,并提出相应的改进措施。