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。

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。

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。

基于全船建模的航速对船首外飘砰击影响研究

建立二维楔形体入水模型,验证入水砰击仿真方法可靠性,对集装箱船体进行全船体建模,导入船体运动参数,增加船体的纵摇运动,采用一般耦合算法(General coupling),流体域用Euler单元模拟,船体设为刚体,划分为Lagrange有限元网格,对船体进行入水仿真。对比不同工况下的结果表明:全船模拟时船型纵向斜升角会发生变化,导致航速对船首入水砰击压力的影响较大,随着航速的增加,入水砰击压力变大,同时航速还会使砰击压力峰值位置发生变化。

基于“海洋石油301”船的船舶数字化三维模型开发

建立与实际船舶环境高度一致的虚拟环境,以立体化的形式显示在人机交互设备上,可提升实船环境认知感与操作感。以“海洋石油301”为目标船建立全船系统的三维模型,为提供人机实时交互的高沉浸感平台打下基础。通过三维船舶整体、主要舱室和典型设备及其他设备的建模与模型的优化,搭建与实船完全一致的三维模型,最终结果表明模型的精度较高、画面较为流畅。

船用四冲程增压柴油机整机建模与故障模拟

利用AVL_BOOST软件建立4190系列船用四冲程增压柴油机整机模型,并对柴油机额定工况进行仿真计算,通过柴油机额定工况下的实机实验数据对BOOST模型进行修正,直至仿真模型计算结果与实验数据吻合.利用验证的BOOST仿真模型,结合4190系列中速柴油机的特点,根据柴油机的故障分类对柴油机额定工况下的供油定时、单缸供油量不均匀、活塞环漏气、涡轮增压器效率降低和空冷器冷却效率下降故障进行仿真计算,得出不同故障下柴油机性能参数与热工参数的变化,为柴油机故障的诊断与排除提供一定参考.