2022(01):1-5. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220101
摘要:对基于不同渐进失效准则计算复合材料层合板螺栓连接接头极限承载力的高精度预报方法展开研究。基于Abaqus有限元软件,采用USDFLD子程序对接头进行渐进失效分析。分别采用最大应力准则、蔡-希尔失效判据、霍夫曼失效准则、蔡-吴失效准则、哈辛失效准则等5种失效准则进行数值计算。建立不同的场变量描述纤维、基体、界面的损伤状态,研究复合材料层合板螺栓连接接头在拉伸载荷作用下的损伤发展过程。研究表明,基于这5种失效准则计算的有限元仿真结果均与试验值较为接近,其中采用纤维失效和基体失效分开考虑的哈辛失效准则计算的复合材料层合板螺栓连接接头的极限强度与试验结果的准确度吻合最好,较适用于复合材料螺栓连接结构的有限元仿真。
2022(01):6-11. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220102
摘要:现有水下单信标定位通常考虑航行器在二维运动状态下建立动力学模型,但实际上航行器在三维状态下运动。针对其三维运动的特点,将水深作为新的状态变量,基于原有5个状态变量,提出一种新型水下单信标定位模型,并建立相应的过程噪声模型。使用仿真数据,对比新型水下单信标定位模型与传统模型,利用卡尔曼滤波输出评估2种模型的定位精度。仿真模拟显示,新型水下单信标定位模型可提高航行器水下定位精度。
2022(01):12-17. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220103
摘要:基于传递矩阵法,结合振动微分方程,提出一种计算纵肋圆柱壳自由振动特性的周向传递矩阵法。该方法基于板壳理论和圆柱壳振动控制方程,推导出圆柱壳周向传递的场传递矩阵和纵肋处的点传递矩阵,结合圆柱壳边界条件,得到频率方程,利用精细时程积分法原理,可保证计算的精度。将计算结果与有限元解进行比较,验证方法的有效性,同时比较传递矩阵法在不同传递方向上的精度,找出周向传递矩阵法和轴向传递矩阵法的适用范围。
2022(01):18-23. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220104
摘要:对某高速客船利用Friendship全参数化建模软件和SHIPFLOW流体计算软件,进行多航速下的船体艏部兴波阻力优化时,需要将特征参数作为设计变量。通过Sobol优化算法对特征参数的灵敏度进行分析,剔除不灵敏的特征参数,可有效地降低设计空间的维数,从而提高计算效率,节约时间和成本。研究结果具有一定的工程实用价值。
2022(01):24-27. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220105
摘要:为提升三维环境舱室绝缘的建模效率,提出舱室曲面绝缘及型材绝缘快速建模的二次开发方法,基于造船及海工设计系统(AVEVA Marine,AM)平台,运用可编程宏语言(PML)进行二次开发,通过拾取模型计算三维坐标点,简化重复性建模工作和操作流程,实现绝缘快速建模,方便设计人员使用。通过开发的绝缘快速建模功能与原生建模功能的对比,验证二次开发的高效性。
2022(01):28-32. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220106
摘要:以某冷藏集装箱船的薄膜型液化天然气(LNG)燃料舱为例,考虑船舶运动与燃料舱内LNG晃荡的耦合作用,根据势流理论在时域内求解燃料舱内LNG的晃荡压力,将作用在舱壁的晃荡载荷分解为脉冲压力和非脉冲压力。将随时间变化的LNG脉冲压力作为虚拟的附加质量耦合船舶的运动,采用数值模拟的方法分析LNG燃料舱的晃荡压力。结果表明,当燃料舱距离船中较远、重心较高时晃荡压力大幅增加。研究成果对其他类型的LNG燃料舱晃荡压力的计算具有一定的参考意义。
2022(01):33-38. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220107
摘要:目前,国内邮船设计尚处于起步阶段,为突破国内在邮船中庭等特殊结构方面的设计瓶颈,以某50 000 t邮船项目为例,对位于船中跨3层甲板的中庭进行结构设计。在无成熟规范参考情况下,基于中庭布置特点,提出中庭结构设计要点,结合实例形成邮船中庭结构设计方案。进行有限元仿真计算,整理形成邮船中庭结构强度校核指导。根据校核结果给出邮船中庭结构设计优化方案,可大幅降低中庭结构应力水平,为同类船舶中庭结构设计及强度校核提供指导。
2022(01):39-42. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220108
摘要:为评估试验水池造流剖面流速分布,采用计算流体力学(CFD)软件对试验水池主体的造流剖面进行二维模拟和三维模拟。结果显示,射流倾角与流道高度对试验区水流流态具有关键性的影响。分层开启流道和不同流量配比工况可分段满足工艺指标要求的流切变,且横向水流的偏差不大于10.0%。二维模拟和三维模拟的结果存在一定差异,但整体趋势基本相同。因此,二维模拟可用于前期方案优化。
2022(01):43-47. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220109
摘要:针对某火车滚装船航线港口水质较差、泥沙较多且每年出现海淡水交替等特殊情况,选择电解式压载水处理装置和可添加高盐度海水的压载水处理系统。采用排除法分析并确认该船压载水处理装置选型和相关压载水处理系统设计修改优化,使该船实现在海水港口或浑浊的淡水港口进行即压即排的压载水作业,为今后可能的后续船或类似船型的压载水处理系统设计提供有价值的参考和借鉴。
2022(01):48-51. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220110
摘要:基于有限元法,对某穿梭油船货油泵电机基座进行多工况强度分析与模态分析,计算其固有频率,并对比主机、螺旋桨等激励源频率,分析共振可能性。在分析过程中采用点质量方式简化电机质量,以壳单元代替基座实体模型,通过DesignModeler软件建立模型、划分网格和约束边界条件,显示应力和变形计算结果,对设计方案的评定和优化具有较好的指导作用。
2022(01):52-56. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220111
摘要:采用激光-电弧复合焊(Laser-Arc Hybrid Welding,LAHW )技术对6.0 mm厚的AH36钢板进行复合焊接,分析不同激光功率对焊接接头成型的影响,并对最优参数的焊缝进行力学性能分析。焊接缺陷主要表现为:在激光功率偏小时,焊缝背部不完全熔透;在激光功率偏大时,焊缝正面出现咬边和凹陷;在激光功率为4 400 W时,焊缝表面成型最好。对最优参数的试板焊接试样进行观察,焊缝宏观横截面形貌无气孔、无裂纹。力学性能检测结果表明:拉伸位置均在母材上,力学性能符合国家标准和中国船级社的材料与焊接规范要求。
2022(01):57-63. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220112
摘要:为适应船体外板大拼接焊缝大范围高效环保喷砂除锈,开发大腔室多枪旋转高效无尘喷砂器,并对其气固两相流特性进行研究。将整个喷砂过程置于一个直径100.0 mm以上的密闭腔室,采用单/双喷砂枪通过电机高速旋转喷枪对工件表面进行喷砂,并基于真空负压对反弹的磨料和冲蚀掉的铁锈、油污、粉尘等进行回收、分离和循环再利用。采用基于欧拉-拉格朗日法的离散相颗粒模型对不同工况条件下的气固两相流场进行数值模拟,分别对弯管接头的磨损、工件表面的冲蚀效果、磨料的淤积和回收效果进行评估。仿真和实船除锈应用表明:当喷砂距离在100.0 mm以上,磨料粒径在0.6~1.2 mm,采用0.50 MPa以上的气压、—0.05 MPa以上的负压,除锈宽度在100.0 mm以上的大拼接焊缝均可得到较好的除锈效果,且除锈质量满足涂装Sa 2.5级要求。
2022(01):64-68. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220113
摘要:分析气垫船(Air-Cushion Vessel,ACV)复合材料导管支臂制备工艺的可行性,对导管支臂样件材料的组合设计方案进行优化,确定混合纤维环氧树脂复合材料-泡沫夹芯作为导管支臂材料。考虑导管支臂结构制造的经济性和可操作性,选择整体成型模式,采用真空导入模塑工艺(Vacuum Infusion Molding Process,VIMP)对导管支臂样件进行制备,并对导管支臂结构开展力学性能试验。试验结果表明,所设计的ACV导管支臂样件满足强度和刚度的使用要求,可为后续导管结构的轻量化和低成本设计提供参考。
2022(01):69-74. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220114
摘要:从传感技术和数据传输技术等方面入手,根据海洋平台建造情况,设计用于进入施工区域人员的安全生产实时监控平台,实现对不同子监控系统的综合管理,实时采集各子系统的数据、运行状态和报警信息,并兼顾安全生产和安全保卫的功能。经现场测试,该监控平台稳定可靠,可对海洋平台生产进行有效监控,保障海洋平台安全生产的顺利进行。
2022(01):75-81. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220115
摘要:对海工企业焊接质量追溯管理现状进行分析并指出其弊端,将企业微信平台与海工企业原焊接质量追溯流程相结合,在此基础上设计并开发集生产信息记录、共享、报表分析等多功能于一体的焊接质量追溯系统。通过实际应用,该系统实现焊接全过程质量信息和数据的追踪与管理。在信息化背景下,为企业进行焊接质量追溯提供有益参考。
2022(01):82-89. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220116
摘要:为解决船舶产品设计(Ship Product Design,SPD)软件在舾装件制作图出图及物料清单(Bill of Material,BOM)输出方面经常需要设计师大量手动干预、设计效率低下的问题,开发舾装快速出图系统。基于SPD二次开发接口,实现舾装标准件数量和材料的快速抽取,1∶1制作图的批量生成,材料明细表和部件列表的自由增删改,图名、图号和页码的自动批处理,各类BOM数据定制化表格的自动输出等功能。该系统成功应用于实船舾装设计,大幅提升舾装件制作图和BOM表的绘制效率,为后续舾装件的自动化和智能化生产提供数据支撑。
2022(01):90-92. DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2022.01.20220117
摘要:分析船舶智能焊接装备自适应焊接技术的研究背景。针对在船体加工过程中产生的误差,从工件定位、焊缝定位和焊接跟踪等方向介绍机器人自适应焊接的解决方案。结合门架式中组立智能焊接装备实践,为后续同类型智能装备提供自适应焊接设计参考。