不同补板形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验研究

对嵌入式和搭接式补板形式的船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能进行试验研究。首先建立舱段结构有限元模型,确定载荷工况并计算分析两种节点形式在相同载荷作用下的应力状态。在此基础上,通过简化得到纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验模型。对两种形式的结构进行疲劳试验。试验结果表明嵌入式补板形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于搭接式,可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计提供参考。

不同扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳试验

采用试验形式研究矩形扶强材和削斜扶强材结构形式的某铝合金船体纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能。首先建立舱段结构的有限元模型(目标船纵骨采用6082铝合金,其他部分采用5083铝合金材料),确定载荷工况并计算分析2种扶强材结构在相应载荷水平下的应力分布状态。在此基础上,设计并开展实际板厚4点弯曲疲劳模型试验,获得试验模型在不同载荷水平下的疲劳失效循环次数,根据试验测得数据得到2种扶强结构形式的S-N曲线。试验结果表明,矩形扶强材形式的纵骨贯穿舱壁结构疲劳性能优于削斜扶强材形式,该结论可为舰船上纵骨贯穿舱壁结构处节点形式的设计以及5083、6082铝合金焊接结构形式(T型焊接和趾端焊接)的疲劳强度评估提供依据。

设置纵肋小隔板对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响研究

在正交异性钢桥面板中,横梁腹板与纵肋连接部位会因为各种原因而产生相互作用,包括横梁腹板的弯剪作用、横梁腹板对纵肋的面内支撑作用,这2种作用属于面内作用,另外还有不对称加载作用、相对纵向位移作用,这2种作用属于面外作用。通过对4种作用下设置纵肋小隔板和不设置纵肋小隔板的正交异性板结构各考察点主拉应力对比研究得到如下结论:(1)在面内作用下,设置纵肋小隔板可以提高横梁腹板与纵肋连接焊缝端部纵肋腹板的疲劳性能,但却增加了横梁腹板发生疲劳开裂的可能性;(2)在面外作用下,设置纵肋小隔板对正交异性板横梁腹板与纵肋连接焊缝端部的疲劳性能影响不大。

基于拓扑优化的油船货舱结构设计研究

研究油船货舱结构拓扑优化设计和普通构件级结构拓扑优化设计的不同点:如设计变量数目多、约束条件多、计算工况多以及计算工况之间应变能差异等。为使普通计算机也能运行舱段结构拓扑优化计算并得到清晰拓扑构型的结果,有必要对舱段拓扑优化设计的优化对象、单元类型、初始板厚、工具方法、约束条件、体积分数、工况加权权值等主要控制参数进行研究。文中给出工程上适用的舱段拓扑优化基结构建模方法和计算方法,并以某一单纵舱壁型VLCC为例,分别采用SIMP法和BESO法给出舱段主要支撑结构拓扑优化的清晰构型。

船舶强力构件开孔补强方式研究

针对船体结构中强梁腹板特殊开孔引起的应力集中问题,结合实际建造过程,通过有限元ANSYS参数化建模,对强横梁腹板开孔及补强方案进行计算和分析,给出不同补强形式适合的补强范围。研究表明,通过合理地设计补强形式可以有效地降低应力集中,提出了一些供实际结构设计的参考意见。

无顶凳槽形横舱壁附近甲板构件布置及型式优化

针对某MR型油船无顶凳槽形舱壁设计中,舱壁前后一档强框范围内甲板纵骨应力水平高,存在结构安全隐患的问题,基于有限元计算分析,通过多方案对比,探讨甲板结构布置形式对槽形横舱壁上端约束的影响,提出一种优化的甲板短纵桁布置方案及其端部连接型式,既可有效降低舱壁附近甲板纵骨的应力水平,又可解决短纵桁与纵骨连接处的疲劳问题。

基于直接计算的船体骨材开孔应力集中研究

船舶构件中骨材开孔是一种重要结构形式,在船体结构上开孔会造成应力集中,容易产生疲劳裂纹,对船体结构造成危害.为了确保船舶设计的安全性和经济性,需要对不同骨材开孔进行分析研究.文中以175 000 DWT散货船为对象,利用ABAQUS软件,参照《CCS钢制海船入级规范》以及《CCS散货船结构直接计算分析指南》计算货物压力,确定舱段模型、边界条件及典型工况,分析了散货船舱段结构在典型工况下,横向框架在不同位置开孔周围的应力集中情况及分布规律,以此为基础,通过改变开孔形式及加强方式,比较了不同孔型及加强方式下孔边应力集中情况,对设计开槽孔具有一定的工程参考价值.

纵向轻围壁屈曲对船体总纵强度影响分析

出于总布置分舱和防火的需要,纵向轻围壁较为普遍地出现在各类船舶中。文中针对一全船有限元总强度分析中的纵向轻围壁的稳定性设计问题进行讨论,运用后屈曲理论分析其屈曲后的承载能力,并结合微分法分析其屈曲后对总纵强度的影响。提出了纵向轻围壁屈曲后的设计思想,可为纵向轻围壁的优化设计提供参考。

液体运载火箭充液贮箱箱底纵向刚度数值求解

基于弹簧—质量简化模型进行液体运载火箭充液贮箱纵向结构动力学建模分析时,需要考虑贮箱箱底的刚度影响,Larry D.Pinson基于线性薄膜理论推导了充液贮箱椭球箱底的纵向刚度模型,本文基于有限元方法进行了贮箱箱底刚度的数值求解,计算结果与文献方法进行了比较,计算结果一致,同时数值求解方法可以较好地解决厚度不均匀以及异型的贮箱箱底的刚度求解。

28200DWT 散货船结构设计

本文通过对２８２００ＤＷＴ散货船结构设计的介绍，着重就典型横剖面设计、典型横舱壁设计和总纵强度等问题进行了讨论。

64000 DWT木屑船结构设计

64000 DWT木屑船属于散货船的细分船型,相比同吨位的散货船,木屑船为了提高舱容和货物装卸的需要,具有船宽大、型深高、无顶边舱的特点,货舱开口也有所增大。木屑船货舱结构设计,为了满足船体总纵强度要求,甲板、双层底和底边舱区域为纵骨架式,底边舱以上舷侧结构为横骨架式,设倾斜式舷侧纵桁。木屑船不设顶边舱结构与常规散货船有很大不同,需要合理布置横向强框架和舱口端梁的设计,通过有限元直接计算来评估高应力区的屈服和屈曲强度,确定构件尺寸和关键节点的疲劳寿命,优化顶墩、底墩和槽型舱壁结构形式,达到最大化舱容和结构轻量化的最佳平衡。振动噪声控制是设计的重点之一,以满足IMO标准规定为目标,建立三维有限元模型计算评估船舶振动噪声水平等级,有针对性地采取减振降噪措施。

复合材料后压力框开口增强方式的比较研究

为了研究机身后压力框开孔不同增强方式对于结构的影响,该文首先开展了缎纹碳纤维织物环氧复合材料在开孔不同增强形式下的双轴拉伸试验,依照试验条件,建立了有限元模型,探讨了增强方式的有效性和不同增强方式的差异。试验与模拟结果表明:双轴拉伸载荷作用下的十字形复合材料试件上各铺层的应变,以当前层的经向作为对称轴,对称分布;两种增强方式均能有效对开孔进行增强,分析孔边应变分布特征,并综合各铺层内的最大应变值和工艺因素等因素,发现复合材料增强效果较好;试验结果和模拟结果相符性良好,证明该文所采用的模拟方法能有效应用于全尺寸后压力框承载性能的分析评估。