基于参数化方法的圆碟形水下滑翔机结构轻量化设计

圆碟形水下滑翔机结构质量大小对其性能影响较大。为提高圆碟形水下滑翔机结构分析效率,在圆碟形水下滑翔机耐压壳结构分析的基础上,对圆碟形耐压壳结构进行参数化设计及优化研究。运用ANSYS参数化设计语言APDL对圆碟形耐压壳进行参数化建模与分析,采用零阶与一阶相结合的优化方法,对圆碟形水下滑翔机耐压壳结构进行轻量化设计。结果表明,参数化分析方法有效地提高了分析效率,优化后所得最优解与初始值相比,质量减轻了29.4%,圆碟形水下耐压壳轻量化效果明显。     

船体结构疲劳可靠性分析的直接计算方法

针对船体结构疲劳寿命预报的可靠性问题,采用三维势流理论和整船有限元分析的谱分析直接计算方法,得到各短期海况和长期海况的应力参数,给出整个寿命期总的疲劳累积损伤。考虑疲劳分析时涉及的诸多不确定性因素,得出船体结构的疲劳寿命可靠性指标及可靠度,从而给出基于直接计算的船体结构疲劳可靠性分析方法。以高性能三体船疲劳可靠性的算例分析表明,疲劳寿命可靠度随着疲劳寿命的增加而增大,在疲劳问题严重区域较小。     

风冰联合作用下大型单桩海上风电机组动力特性

考虑风荷载与冰荷载联合作用对大型单桩海上风电机组的影响,基于IEA 15 MW超大型单桩海上风电机组,采用一体化分析软件Openfast建立风冰联合作用下大型单桩耦合数值模型,开展超大型单桩海上风电机组在风冰联合作用下的动力响应分析。探究不同加载时长、冰激振动模型以及疲劳损伤组合方法对大型单桩海上风电机组的动力响应规律。计算结果显示：不同冰载数值计算模型塔基与泥面线载荷的计算结果差别较大,泥面线受冰荷载影响较大,同时泥面线位置较塔基位置承受更大的疲劳损伤,应重点关注。采用不同的荷载组合方向进行泥面线与塔基位置的疲劳损伤估计时,计算结果较风冰联合作用下疲劳损伤相对误差较大。因此,宜采用风冰联合加载的方法进行大型单桩海上风电机组的动力响应模拟,进而开展超大型单桩海上风电机组的疲劳损伤估计。     

桩土参数对海上风机基础结构动力特性的影响分析

基于风机基础结构的动力学响应模型,考虑桩土相互作用对海上风机桩基础结构力学特性的影响,进行了主要桩土参数对基础结构动力响应的敏感度分析研究。结果表明,桩土参数对结构动力响应有显著影响,不同参数对于结构动力响应的敏感度不同,不同土壤的同一参数对于结构的动力响应敏感度亦不同。并给出了全粘土、全砂土、半粘土半砂土3种地基模型中参数敏感度大小排序,对海上风机基础结构的设计具有重要指导意义。     

高速三体船总振动计算方法研究

高速三体船是一种在商业和军事都具有广泛应用前景的特殊船型,结构振动性能是其研发的重要指标之一。相对于单体船此种船型的振动特点比较复杂,目前没有简化的计算公式对其振动性能做出可靠评价,因而研究高速三体船型的总体振动计算方法显得极其重要。首先采用有限元法建立三体船的三维有限元模型,采用不同于刘易斯法的源汇分布法计算附连水质量,然后对三体船总振动固有频率和振动响应进行计算分析,最后结合相应的振动标准,对其振动程度做出准确的评价,从而总结出一套计算三体船振动的可靠方法。     

船舶结构应力监测与强度评估系统设计

船舶结构应力监测与强度评估系统主要用于船体的重要结构、敏感部位和关键构件中的结构应力实时监测以及船体结构强度的在线评估。由于系统既要对结构应力进行实时监测,又要对结构强度作出实时评估,因此对数据通信和处理能力要求较高。针对这一问题将系统设计成3个层次4个子系统,并根据每一子系统的作用与特点设计了不同的系统结构形式,该设计能够最大限度地节省有限的计算资源,保障数据通信质量,提高系统运行效率。最后通过实船试验验证了系统运行的可靠性。     

二维楔形体入水冲击的水弹性分析

针对有限元振型引入的计算难点,结合有限元方法提供的模态信息和解析水动力模型,建立了二维楔形体入水冲击的水弹性分析方法,给出了可行的数值处理方法。通过不同网格密度和模态数目下的计算结果,表明该方法具有较好的收敛性。通过与文献结果的,验证了该方法的正确性。与现有的基于解析砰击模型的水弹性分析方法相比,该方法不需要结构模型的解析振型,可适用于复杂的结构形式。最后,以具有复杂边界形式的楔形体为例进行分析,体现了该方法的优越性。     

小水线面双体船疲劳强度评估的简化方法

从载荷计算、结构应力计算、累计损伤计算等方面研究了适合于小水线面双体船疲劳强度评估的简化方法,并以某小水线面双体船为例进行了双体船疲劳强度评估简化方法的分析。结果表明,与横浪状态相比,迎浪和斜浪状态下的累积损伤较小,可以忽略。文中所述的简化方法对小水线面双体船的疲劳评估具有很好的应用性,所得结论对小水线面双体船的疲劳评估具有参考意义。     

分置式舟桥的动态位移响应原型试验研究

分置式舟桥的垂向位移响应比带式舟桥更加敏感,准确掌握其响应特性在设计和营运中都非常重要。针对分置式舟桥垂向位移响应的非线性和复杂性,给出一种垂向动态位移的原型实验方法,该法采用视频监测技术对河中标尺进行测量,然后人工读取测点位移数据。结果显示该法精度满足要求,操作简单。分析了载荷重量、偏心程度、通车方向以及速度对分置式舟桥垂向位移响应的影响。     

小水线面双体船连接桥结构疲劳强度试验

针对小水线面双体船连接桥部位应力集中严重,疲劳强度问题突出现象.以某型小水线面双体船为例,通过全船有限元计算方法,确定了疲劳问题严重的连接桥结构部位,设计了实尺度疲劳试验模型.通过疲劳试验获得了典型载荷工况下的疲劳寿命值,采用极大似然法绘制S-N曲线.在此基础上对船体典型节点部位进行疲劳强度评估,并与规范校核结果进行比较.评估结果表明,采用试验所得S-N曲线计算时所得疲劳寿命较大.试验结果对小水线面双体船的结构设计具一定的借鉴意义.