船舶下水过程局部强度分析研究

船舶下水过程局部强度分析研究

邱林[1]2005年在《船舶下水局部强度计算滑道反力模拟》文中进行了进一步梳理船舶下水强度计算大都采用结构有限元方法。为了更准确计算船舶下水强度,提出更合理安全措施,船舶下水强度分析模型化方面还需要作一些工作。例如,如何模拟滑道对船底的反力。滑道支墩为木质,具有弹性,在压力作用下发生弹性变形,如何更合理的把支墩反力施加到船底上,对下水强度计算影响很大。 本文以5618TEU集装箱船下水计算中船体局部强度分析为研究对象,利用ANSYS大型分析软件,建立板单元与梁单元结合模型,进行船底板局部强度分析。并且通过比较两种不同的支墩反力加载方法,探讨在局部强度分析时,用弹性支墩代替直接施加均布支墩反力方法的合理性,以及实用性。由此可得的一种船舶底部局部强度分析的计算方法,可供船舶在下水工艺中计算参考。 首先,对船舶纵向下水的静水力计算方法和弹性计算方法进行概述,并由此深入探讨了在作局部强度分析时,用弹性支墩代替直接施加支墩反力的方法的合理性,以及实际性。 其次,结合5618TEU集装箱船下水的总体及局部强度分析,建立关键舱段有限元模型,运用均布载荷方式施加支墩反力和用弹性支墩支撑两种方法,进行关键舱段的局部分析计算,得出结果:两种方法计算出的船底局部应力都不满足安全下水的要求,需要增加船底局部刚度。 最后,比较两种算法的结果,得出结论:作船舶纵向下水局部分析时,用弹性支墩代替直接加支撑力更合理,分析结果更接近实际值,具有实际工程意义。

姜宝东[2]2003年在《船舶纵向下水总体及局部强度分析》文中进行了进一步梳理船舶下水是在船舶一生中,船体结构受到的第一次考验。近些年来,由于新船型的开发、新造船工艺的引入、加之船厂下水设备的老化,下水计算方法不合理的原因,船舶下水时,船体结构、船台受损现象时有发生,因此,对下水进行合理的计算,有效的预报就显得很重要。 本文主要工作,就是结合实际下水实船,对纵向下水船体结构的总体及局部强度安全分析作深入研究。 首先,对船舶纵向下水的静水力计算方法和弹性计算方法进行了概述,并由此深入探讨了在作局部强度分析时,用弹性支墩代替直接施加支墩反力的方法的合理性,以及实际性。 其次,结合5618TEU集装箱船下水的总体及局部强度分析,建立弹性船体梁,以及关键舱段有限元模型,运用直接加支墩反力和用弹性支墩支撑两种方法,进行关键舱段的局部分析,得出结果。因为两种方法计算出的局部应力都不满足安全下水的要求,本文有对下水方案提出改进措施,重新计算得出结果。 最后,分析比较两种算法的结果,得出结论:作船舶纵向下水局部分析时,用弹性支墩代替直接加支撑力更合理,分析结果更接近准确值,具有实际工程意义。

姜霄翔[3]2014年在《散货船纵向下水载荷预报及底部结构响应研究》文中进行了进一步梳理纵向重力式船台下水是目前我国大、中型船厂普遍采用的一种下水方式。这种下水方式适用于不同船型和下水重量的船舶,并具有设备简单、建造费用低和管理维护方便等优点,但它也有下水工艺比较复杂,尾浮时会产生很大的首压力等缺点。随着现代造船业的发展,所造的新船出现了些新的特点、新挑战,直接影响到船舶、船台的下水安全性,近年来船舶纵向下水时船体、船台结构受损的事故时有发生。因此在船舶设计阶段,纵向下水时下水船舶的载荷预报及底部结构响应研究,对保证船舶纵向下水安全有着重要意义。本文开展了散货船纵向下水载荷预报及底部结构响应研究。首先,研究船舶下水布置及下水各阶段受力分析,为纵向下水的载荷预报及底部结构响应的数值模拟奠定了理论基础与力学基础;其次,以典型散货船纵向下水为实例,计算得到了一系列下水计算的主要参数数据和下水过程中水域对船体作用的载荷预报;然后,建立全船有限元模型,进行各个滑程状态时船体底部结构有限元模拟研究,分析出底部结构可能出现损坏的危险工况即局部尾弯和尾浮工况,以及与危险工况相对应的船体区域;最后,分别对散货船典型货舱区域在局部尾弯工况时和船首防撞舱壁附近区域在尾浮工况时进行有限元模拟研究,得到与危险工况相对应的船体底部结构响应情况,对下水船舶底部结构强度进行评估。本文主要研究工作如下:(1)船舶纵向重力式下水布置及主要阶段受力分析研究。分析纵向下水过程中四个阶段的受力情况以及可能出现的不利情况,对这些不利情况的避免或改善提出了相应的措施,为纵向下水的载荷预报及船底部结构响应的数值模拟奠定了理论基础与力学基础;(2)全船下水过程下水计算及载荷预报研究。以一艘典型散货船纵向下水为例,开展了全船在典型潮高及不同假定潮高下水时,从滑行开始到完全漂浮的下水过程中,全船下水情况的数值模拟研究。得到全浮时首支架距离滑道末端距离、尾浮时首支架距离强力区距离、尾浮时重心距离滑道末端距离等一系列下水计算主要参数数据,得到水域对船体作用的载荷预报。得出下水船舶在典型潮高及不同假定潮高下水时,底部结构不会因为下水区域水深过浅而破坏的结论;(3)全船下水过程船体梁受力分析研究。在得到了下水船舶从滑行开始到完全漂浮滑程中载荷预报的基础上,建立全船船体梁有限元模型,进行各个滑程状态时船体底部结构有限元模拟研究。分析得到局部尾弯和尾浮工况为底部结构可能出现损坏的危险工况,以及与危险工况相对应的船体区域;(4)散货船纵向下水底部结构强度评估研究。在船体梁有限元模型受力分析得到的两个危险工况,以及与危险工况相对应的船体区域的基础上,分别开展了典型货舱区域在局部尾弯工况时和船首防撞舱壁附近区域在尾浮工况时的有限元模拟研究。分别得到不同工况时典型货舱区域和船首防撞舱壁附近区域底部结构的响应情况,对下水船舶底部结构强度进行评估。

郝金凤[4]2003年在《大型油船船台下水时艏部强度计算分析》文中认为船舶下水是船舶建造过程中一个重要环节,我国沿海大、中型船厂大都采用船舶纵向重力式下水这种下水方式,现有的计算方法主要有:传统的静力学计算方法和弹性计算方法。目前随着船舶工业的发展,建造船舶吨位越来越大,船体所受滑道反力随之增大,在实际生产过程中已有船体局部结构不同程度损坏的报道,而现有的下水计算方法在下水的最危险时刻艉浮时滑道反力的分布情况方面的计算显得不够准确,如何准确进行计算并采取相应的措施来防止这类问题发生显得十分重要。 针对上述问题,本文对下水第叁阶段艉浮过程中滑道反力的分布形式进行了研究。通过分析实船下水资料,得出艉浮中间时刻典型的滑道反力分布形式。主要有七种分布形式,包括分布趋势较平缓的均匀分布形式、正弦(1/2波形)分布形式、梯形分布形式;峰值出现在滑道最前端的直角叁角形分布、正弦(1/4波形)分布、抛物线形分布;还有峰值出现在分布区域中间的等腰叁角形分布。将墩木支反力按照上述分布形式加载到叁维有限元模型上进行计算,得出结构的应力响应和变形,然后校核是否满足要求,对下水船局部结构的安全性进行预报。 本文对于工程实际提出了补强方案,通过有限元计算提出了一些供实际工程结构设计的参考性结论。

马骏, 邢金有, 熊家敏[5]1998年在《船舶下水底部局部强度分析》文中指出船舶下水过程是一个瞬时受力变化复杂的过程。本文利用有限元法(FEM)对一化学品/成品油船的下水过程进行了分析,提出了改进措施。

胡日强[6]2001年在《船舶下水过程局部强度分析研究》文中研究表明目前,船舶尤其是万吨级船舶主要在船台上建造,主船体完工后有一个“下水”工艺过程。下水过程是一个事故因素较多的工艺过程,按以往的“下水静力学计算”预测不涉及到局部受力,所以常常导致事故。为了确保船舶下水时的安全,除了必须拥有丰富的实践经验和具备可靠的设备外,还必须进行详细周密的理论计算,尤其是随着当前的船舶主尺度的增大,下水过程中瞬时受力变化复杂,有可能因底部局部强度不足而造成构件失稳或破坏。因此有必要对船舶下水的底部局部强度进行计算与分析。本文通过实船算例,对船舶纵向下水过程中的底部局部强度进行分析。通过有限元法,借助ANSYS程序计算,得出有关结论,并相应地提出解决和改进措施。

黄越诚[7]2012年在《114500吨散货船建造技术研究》文中进行了进一步梳理114,500吨散货船是上海船厂船舶有限公司(以下称上船)与上海船舶研究设计院厂院结合,共同自主开发,拥有完全知识产权,并由上船批量建造出口的新型船舶。其面向巴拿马运河并具有良好的适港性,拥有广阔的市场前景。上船对该船的设计、建造进行了研究以适应现代造船趋势。通过船体生产设计优化及设备选型优化控制船体自重。研究优化精度造船技术,使精度造船管理体系更全面完善、基本实现了约60%分段无余量制造,93%分段无余量大合拢;运用新工艺,全面实施以CO2气体保护焊和单面焊为重点的高效焊接新技术;通过船体、舾装、涂装叁大作业类型的优化组合,实现“空间分道、时间有序”的立体优化排序。通过上述叁项主要技术的应用,实施快速建造技术,大大缩短了建造周期。研究应用总段建造技术,科学合理地整合生产设施资源,突破了大合拢的瓶颈。经过总组,船台总吊数从227减少为64吊,主甲板接通更是减少至49吊,扩大了造船产能。对超重船舶船台下水进行可行性论证,应用KCS确定外部载荷,并用Nauticus Hull有限元计算软件,对局部强度校核和屈曲校核进行了计算,进一步优化下水方案。

吴晶[8]2009年在《船舶下水动态过程数值模拟分析研究》文中研究表明船舶下水是在船舶建造工程大部分完工之后,将船舶从建造区移至水域的工艺过程,是船舶建造过程中的一个重要环节。随着经济发展与船舶制造技术的进步,船舶尺寸及吨位也越来越大,在下水过程中船舶和下水设施受到的力也随之变大,对船台以及其他的下水设备的要求也越来越高。下水计算的目的就是为下水方式以及下水设备选择提供依据。在船舶大型化的今天,准确预报船舶下水过程中的受力情况就显得非常重要。船舶的下水过程是复杂的动力学问题。传统的下水计算应用静力学方法来处理下水问题,把下水过程中瞬时船舶视为静止,把船体视为二维梁,用静力学方法计算尾浮、滑道压力以及判断是否会发生尾弯、首跌落等现象。其结果比较粗略,可以用于初期方案设计的估算。叁维有限元数值模拟方法考虑了船舶下水过程中的惯性力、水动力以及船体形状对下水过程的影响,能够计算出船舶下水过程中的瞬时速度、加速度以及受力等。因此叁维有限元数值模拟方法相对准确,可用于下水过程的详细计算。本文采用叁维有限元法,利用LS-DYNA的流固耦合功能,对下水过程进行数值模拟,考虑船舶下水的惯性力、阻力以及船体水下形状等因素。不仅能够准确的预报船舶在下水过程中的受力情况,而且能够直观准确的判断船舶的尾浮和全浮,以及对应的下水过程中瞬时速度、加速度及浮态等。文中对数值模拟计算与传统计算结果进行分析比较,从而验证了数值模拟计算的可行性与准确性。分析下水过程中重量、摩擦系数和潮高对下水过程的影响,为下水计算提供有意义的结论。随着计算机技术进步与船舶行业的发展,船舶下水数值模拟计算方法将能够为船舶下水提供更准确、更直观的预报,将会成为下水计算的主要方法。

任慧龙, 李陈峰, 陈占阳[9]2009年在《船舶气囊下水安全性评估方法研究》文中认为气囊下水是船舶下水的一种创新方式,但是气囊下水过程中船体强度和气囊的安全性还没有定量的计算方法。近年采用气囊下水的船舶重量不断增大,下水安全性问题日益突出。本文考虑气囊刚度的非线性、下水过程中船体的力平衡条件等,提出了一种基于全船结构有限元分析的船体结构和气囊安全性评估方法。研究的内容和结果是紧密结合工程实际的。(1)考虑气囊压缩变形的非线性,研究了一种预报气囊刚度的有效方法;(2)基于弹性下水理论,研究了一种考虑弹性基座刚度非线性变化的船体梁运动和受力的计算方法;(3)提出了直接采用全船结构有限元分析计算船体结构应力和气囊受力的方法;(4)对某型实船进行了气囊下水的安全性分析,并与文献的结果进行比较,验证了气囊下水工艺的优越性和本文建议方法的准确性。

潘敏[10]2011年在《浮箱载船下水软件的设计与应用》文中认为船舶下水是当船舶建造工程大部分完工之后,将船舶从建造区移至水域区的工艺过程。浮箱载船下水是一种较新的下水工艺,它能确保多个室内外水平船台造船相继顺利下水,有着更好的安全性,保密性与公用性。船舶下水具有一定的危险性,稍有疏忽就会造成船体局部结构和船台浮箱等下水设施的损伤,造成重大事故和经济损失。为此,需要在船舶下水前对下水方案进行评估和计算分析,以确保船舶下水的安全。浮箱作为浮箱载船下水的主要装备,浮箱载船后的总纵强度和稳性浮态是保证船舶安全下水的关键,设计浮箱载船下水软件对快速制定、评估下水方案具有很重要的工程实用价值。本文在分析浮箱载船下水力学模型的基础上基于矩阵位移法对浮箱载船下水进行分析,通过实际应用情况对6种可能的支墩型式进行了等效刚度计算和编码,并利用VB编制了浮箱载船下水顺序的7个计算模块和界面,实现下水过程中浮箱吃水、弯矩、剪力、支墩反力和稳性校核的快速计算;并实现了Excel数据输入、配载动画显示、曲线自动生成,word报告生成等功能。在软件的实际的应用案例中,输入船舶重量及其分布、支墩布置等参数,就可以得到某一配载方案的计算结果,通过与之前有限元软件计算结果进行对比分析,表明浮箱载船下水软件可以准确有效地计算下水过程中浮箱的各种重要力学参数,并且方便快捷,可为设计技术人员编制下水方案提供指导。

参考文献:

[1]. 船舶下水局部强度计算滑道反力模拟[D]. 邱林. 大连理工大学. 2005

[2]. 船舶纵向下水总体及局部强度分析[D]. 姜宝东. 大连理工大学. 2003

[3]. 散货船纵向下水载荷预报及底部结构响应研究[D]. 姜霄翔. 江苏科技大学. 2014

[4]. 大型油船船台下水时艏部强度计算分析[D]. 郝金凤. 哈尔滨工程大学. 2003

[5]. 船舶下水底部局部强度分析[J]. 马骏, 邢金有, 熊家敏. 造船技术. 1998

[6]. 船舶下水过程局部强度分析研究[D]. 胡日强. 大连理工大学. 2001

[7]. 114500吨散货船建造技术研究[D]. 黄越诚. 哈尔滨工程大学. 2012

[8]. 船舶下水动态过程数值模拟分析研究[D]. 吴晶. 大连理工大学. 2009

[9]. 船舶气囊下水安全性评估方法研究[J]. 任慧龙, 李陈峰, 陈占阳. 中国造船. 2009

[10]. 浮箱载船下水软件的设计与应用[D]. 潘敏. 上海交通大学. 2011

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