深远海多功能原油转驳船全船有限元分析

为实现深远海石油的安全高效运输,开发了具有全新船型的深远海多功能原油转驳船(Cargo Transfer Vessel,CTV)。根据原油转驳船工作海域的环境特点,使用有限元计算软件包Sesam,建立了有限元分析结构模型,采用了等效设计波方法对该类型船只进行频域水动力分析,并对主要负载进行长期预测,然后将波浪载荷施加于结构模型中进行强度校核。通过校核不同工况下原油转驳船的屈服强度、屈曲强度,并基于谱疲劳分析与子模型技术对易于产生疲劳破坏的节点进行疲劳分析,优化了船体设计结构。计算分析结果表明:原油转驳船的设计强度与疲劳寿命均满足DNV的规范要求,载荷下船体结构应力均低于320 MPa,具有足够的承载能力。通过添加水密补板,优化后的舷侧肋位处纵骨过梁孔有效提高了疲劳寿命,对后续系列船的设计与校核具有一定参考价值。

升船机全生命周期BIM应用研究

目前对于通航建筑物的BIM技术应用通常局限于设计或者施工等单个阶段,缺乏对其全生命周期的BIM应用。以某升船机工程为例,将BIM技术引入其设计、施工、运维的各个阶段。在设计阶段,基于Bentley平台对升船机进行了三维模型搭建,在此基础上应用ANSYS对其进行了有限元数值仿真,应用Lumion对其进行了可视化虚拟仿真;在施工阶段,利用Microsoft Project和Synchro Pro进行了施工进度管理和施工仿真模拟;在运维阶段,借助IDEA编辑器、VSCODE软件和MySQL等软件进行代码编写,构建了基于BIM技术的智慧运维管理平台。实践表明:在升船机全生命周期中运用BIM技术,提高了设计的准确性和协同性,加强了施工的协调性,运维管理平台的搭建实现了BIM模型展示、升船机水位和状态监测等功能,为升船机运维管理提供了决策支持。研究成果可为BIM技术在类似水利工程设计、施工、运维等全生命周期的应用提供参考。

一种大型港口起重机整机滚装方式装卸船方案

大型港口起重机设备在制造厂及用户码头具备条件的情况下,通常在制造厂完成绝大部分的安装及调试工作后,采用整体滚装方式进行装船、卸船。结合工程实践,给出了一种大型港口起重机整机滚装方式装卸船方案,介绍了船舶选择、施工过程及其关键技术要点。

舰船总体可靠性分配方法

提出一种适用于舰船设计各阶段的舰船总体可靠性分配的实用方法．把总体可靠性分为使用可用度和任务可靠度：前者可由系统的可靠性、维修性和综合后勤保障参数求得；后者的计算是将任务分成若干阶段，所有的任务阶段均分为三种类型，即航渡类、待机类和任务类，每个阶段根据各自的特点用故障树法结合数值仿真方法建立对应的计算模块及可靠度模型，然后再将各模块的模型综合起来，组成任务可靠度模型．另外，对初值问题和约束条件进行简化，以专家综合评分为依据确定各系统搜索步长，进行可靠性分配搜索，利用故障树分析方法和基于最小割集的数值仿真算法计算各阶段的概率，从而得到总的系统可靠性．该方法作为舰船总体可靠性分配模型的一种尝试，在实际应用中已取得成功．

舰船总体任务可靠性的多阶段工程分析法

针对以往舰船总体任务可靠性研究中存在的问题,提出了一种多阶段工程分析方法,对舰船执行任务的各个阶段进行了详细分析,指明了各阶段任务成功的准则及其与舰船总体任务之间的关系;结合舰船执行任务的实际需求,对装备故障与重要程度进行了分析并提出了处理方法,对舰船执行任务的各个阶段进行了任务可靠性建模,综合得出了舰船总体任务可靠性模型。最后,按不同作战背景对舰船的要求进行了讨论,并以舰船执行对空任务为例,通过建模与仿真得出了舰船执行对空作战任务的可靠度,验证了该方法的可行性。

全船有限元结构分析的若干关键技术

阐述了全船有限元结构强度分析的直接计算流程和方法,以6 000 t甲板驳船为例,对其中的若干关键技术,如甲板货物的不同模拟方法(虚梁法、多点约束法和质量点法)及剖面荷载参考点的选取等进行了研究,提出了相关建议.在此基础上,实现全船的结构强度评估,以期对全船有限元结构分析中相关关键技术的应用提供一定的参考.

船桥碰撞撞击力的有限元数值模拟与分析

文章基于整船整桥有限元模型,分析了万吨级船舶在不同船体吨位、撞击角度和撞击速度时的船桥碰撞过程,得到不同碰撞情况下的撞击力时程曲线,详细讨论了计算结果,并与国内外规范计算值进行分析比较。结果表明:撞击力与船舶吨位的平方根近似成线性关系,与撞击速度近似成线性关系;随着撞击角度增大,撞击力减小,撞击时长增加。对于万吨级船舶与桥碰撞问题,建议采用AASHTO规范或欧洲规范-远洋计算撞击力。

基于任务重要度的舰船总体任务可靠性分配法

针对以往舰船任务可靠性分配方法的不足,提出了基于任务重要度的舰船任务可靠性分配法。该分配法在进行任务可靠性分配时充分考虑了任务重要性的差别。以补给船的补给系统任务可靠性分配为例,将该分配法与两种传统方法进行了比较。比较结果表明:该分配法能够在考虑舰船所有分系统、设备的情况下,得到更为合理的舰船任务可靠度指标,较传统方法更适用于舰船总体任务可靠性分配。

基于有限元分析的船舶结构设计

采用Ansys有限元分析平台构建全船模型,通过插值和网格划分2种方法划分模型网格,并在不同载荷情况下,通过3种力学方程模拟和校核船舶模型的抗损程度以及承载强度,分析船舶结构性能,完成船舶模型结构尺寸优化。结果显示:该方法能够获取不同载荷下船舶不同结构部位的应力分布结果,不同载荷下,船舶首部舱段结构和甲板支撑结构发生显著的应力集中现象,最大发生接近8 cm的变形;对船舶结构尺寸优化后,结构的最大应力不超过应力的上限值400 MPa,整体船舶质量也逐渐发生轻量化。

大型车辆运输船整船结构分析方法研究

车辆运输船具有载荷预报难度大、结构设计复杂和强度要求高的特点。以一艘大型车辆运输船为研究对象,对整船分析过程中的主要关键技术问题进行了研究,包括:车辆运输船整船建模原则和方法、船舶运动惯性加速度和惯性角加速度的直接计算、海水波浪动压力直接预报、整船结构强度分析和局部结构细化计算等。借助于PATRAN/NASTRAN、SEASAM和中国船级社(CCS)的专用水动力软件,采用动态载荷直接计算法(DLA),使整船模型自动处于平衡状态。对目标船进行了整船强度直接计算,进一步对局部应力集中区域进行了详细结构细化分析。

有限元法甲板运输船全船结构强度分析

为了更准确地校核自航甲板驳船的结构强度,采用整船有限元直接计算方法对3艘船舶进行结构强度分析,经过建模、加载、计算,表明该系列船舶结构强度足够。

船用堆断电事故仿真及源项滞留分析

以某船用压水堆为研究对象,借助MELCOR程序建立事故分析模型,对全船断电事故进程进行仿真;对事故源项进行计算。结果表明:若应急电源无法投入,将导致堆芯熔化、支撑结构失效、舱底熔穿;大部分放射性物质排出舷外,稳压器及波动管滞留量次之,回路滞留量最少;各放射性核素在系统中滞留量也不相同,惰性气体滞留比例最小,仅为0.338 2%;卤素滞留量也相对较小,为3.848%;其余核素滞留比例都较高。本文研究结果可为进一步事故缓解研究及船外应急研究提供依据。

基于PATRAN环境的波浪载荷预报程序开发及应用

通过PCL和C语言开发了基于PATRAN的外挂程序SWATER。以某超大型集装箱船为目标船,通过SWATER与WADAM、MOSES两种软件波浪载荷预报结果的对比,验证了SWATER软件的可靠性。文章简单介绍了SWATER的界面及功能,并通过设计波法进行全船有限元分析和疲劳强度直接计算两个例子,简述了SWATER的应用。

整腔式护理背包在医院船出海执行任务中的应用

目的探讨医院船出海执行任务时护理人员应用整腔式护理背包的效果。方法当海上风浪达四、五级的海况下,使用整腔式护理背包进行护理操作。结果海上使用整腔式护理背包进行护理操作提高了护理人员的工作效率(P<0.01)。护理人员对整腔式护理背包的总体满意度为93.46%。结论整腔式护理背包较适合在复杂海况下使用。

基于直接计算法的超大型油船整体舱段结构优化

基于有限元法的船体舱段整体结构优化优于分块优化,但由于其实现存在很多困难,目前国内研究较少。提出一种综合有限元法、均匀设计、神经网络等方法和理论的优化方案,对大型油船立体舱段结构优化进行了研究。建立了舱段结构强度评估的参数化有限元平台;构建了用于试验的均匀设计表,设计了171次试验,将之代入有限元平台进行计算,得到了用于神经网络训练的样本对,从而建立了设计变量和目标函数及应力响应的神经网络响应面。按照一般的优化流程,采用离散粒子群算法,对某30万t超大型油船舱段整体结构进行了优化设计。优化结果表明该方案是可行的,合理的,可以大大缩短直接计算消耗的机时。

核动力集装箱船经济性分析

以大型集装箱船为研究目标,通过对普通燃油集装箱船与核动力集装箱船的运行费用进行分析,并对2种船舶全寿期内的运行费用进行比较。结果表明,在全寿期内,核动力集装箱船相比普通燃油集装箱船在油价高于367美元/t时,具有较好的经济性。

飘浮体系斜拉桥全桥船撞动力响应数值模拟

为研究考虑重力和斜拉索力的桥梁-船撞计算模型在船撞作用下的响应,以及探讨有无重力和斜拉索力情况下的桥梁船撞响应区别,以典型的飘浮体系斜拉桥为原型,建立了全桥船撞有限元模型,并计入了重力和斜拉索力的影响。此外,还建立了不考虑重力和斜拉索力的全桥模型和单塔模型用作比较。在船撞作用下,对不同工况的船撞力和桥梁结构关键部位的响应值进行了比较,并着重分析了有无重力和斜拉索力情况下各响应值的区别。研究表明,在考虑重力和斜拉索力的情况下,P-Δ效应对主塔的影响十分显著;重力和斜拉索力对船撞力、承台位移、桩基础弯矩和剪力等响应的影响不大;单塔模型和全桥模型的各响应值有一定区别。研究结果对今后桥梁结构在船撞作用下进行安全设计时的数值模拟有一定的参考意义。

船用橡胶电缆整体老化剩余寿命研究

在相关假设前提下对电缆进行热分析,推导出线芯温度与电缆绝缘材料导热系数之间的关系,结合电缆老化寿命方程,得出给定载流量下船用橡胶电缆整体老化后剩余寿命呈指数下降及降低工作载流量可提高电缆剩余寿命结论。同时,提出利用测定电缆线芯温度和载流量推算出导热系数或者通过与未老化电缆比较两接线端头线芯温度判定电缆整体老化程度的方法。

船用堆断电事故仿真及源项滞留分析

以某船用压水堆为研究对象,借助MELCOR程序建立事故分析模型,对全船断电事故进程进行仿真;对事故源项进行计算。结果表明:若应急电源无法投入,将导致堆芯熔化、支撑结构失效、舱底熔穿;大部分放射性物质排出舷外,稳压器及波动管滞留量次之,回路滞留量最少;各放射性核素在系统中滞留量也不相同,惰性气体滞留比例最小,仅为0.338 2%;卤素滞留量也相对较小,为3.848%;其余核素滞留比例都较高。本文研究结果可为进一步事故缓解研究及船外应急研究提供依据。

船舶舵机系统全寿命周期智能化及其理论体系

分析船舶舵机系统技术发展现状与挑战,建立以基础技术和标准体系为支撑的涵盖系统层、设备层,以及数据采集层的船舶舵机系统智能化体系架构;提出包括用户智能化需求分析、系统级设计、实验调试,以及智能化运维管理4个阶段的技术路线;梳理实现舵机系统智能化的关键技术。