造船技术
  • 主管单位:中国船舶集团有限公司
  • 主办单位:中国船舶集团有限公司第十一研究所
  • 发行周期:双月刊
  • 快捷分类:交通运输类
  • 国际刊号:1000-3878
  • 国内刊号:31-1247/U
  • 创刊时间:1973年
  • 邮发代号:4-916
  • 出版地区:上海
  • 期刊开本:大16开
  • 出版单位:《造船技术》编辑部
  • 发行单位:《造船技术》编辑部
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    • 基于CFD的三体船侧体布局优化

      田高辉,冯佰威,常海超

      2021(05):1-6, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.05.20210501

      摘要:

      三体船构型复杂,侧体布局对其阻力性能有很大的影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)理论,利用SHIPMDO-WUT软件平台构建一种侧体布局自动优化方法。以某高速三体船为例,进行侧体布局的优化,结果表明:在4个不同弗劳德数下,优化船较母型船的兴波阻力均有所下降,总阻力也相应减小。得出在4个不同弗劳德数下总阻力最小的侧体布局方案,表明该方法的可行性与有效性。研究内容可为三体船减阻优化设计提供参考依据。

    • 基于多目标遗传算法的复式转叶舵机结构优化

      袁畅,李阁强,王帅,毛波

      2021(05):7-11, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.05.20210502

      摘要:

      针对舰船转叶舵机运动时舵叶与水动力之间存在强力位耦合的问题,设计一种新型复式液压摆动缸转舵机构。为减小结构整体占地面积,基于多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm,MOGA)建立以复式摆动缸壳体内径、力矩解耦缸转子内径、驱动缸转子轮毂直径、动静叶片高度、动静叶片宽度和壳体厚度几何尺寸为设计变量的多目标优化模型。在使用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)求解非线性约束条件下的多变量优化问题时,通过设计罚函数,将适应度函数与约束条件分离以处理约束条件,根据设定的准则择优筛选最优尺寸参数。通过有限元软件ANSYS对摆动缸壳体、力矩解耦缸转子和驱动缸转子进行应力应变分析。结果表明,在满足结构强度、刚度和安全因数的前提下,复式摆动缸结构尺寸最优,验证优化后结构的可靠性。

    • 基于多元线性回归的船体补偿量优化

      丁也,张佳宁,李慧君,房明,鲁宁

      2021(05):12-16, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.05.20210503

      摘要:

      为提高船体精度补偿设计的准确性,提高船舶总装工序的原始坡口保留率,以某型在建海洋工程产品的建造数据为例,通过多元线性回归理论,给出一种补偿量的优化计算方法,得出精度补偿的预测计算公式,并编写相应的计算程序。该方法适用性强,可计算各类型分段在不同工序的补偿值,优化船舶建造补偿系统。

    • 基于空运行辨识柴油机模态参数的激励方法

      刘星,陈霁恒,童大鹏,侯彪,任荣社

      2021(05):17-23, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.05.20210504

      摘要:

      提出一种基于空运行辨识柴油机模态参数的新方法。针对其激励规律进行分析,通过提高柴油机的转速,一定空间的燃烧室产生的气体冲击序列密度越大、气体敲击的时间越短,获得的激励源越大、频带越宽。进行空运行自激励试验,并与传统的敲击试验辨识结果进行对比。两种状态的辨识结果很相近,固有频率辨识结果最大的偏差为1.9 Hz,这种偏差可能是由于敲击试验在柴油机静止状态下进行,而空运行自激励试验在柴油机工作状态下进行。通过试验验证基于空运行自激励辨识柴油机模态参数的准确性。

    • VLOC横撑材结构的屈曲评估及设计参数影响分析

      王从晶

      2021(05):24-28, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.05.20210505

      摘要:

      以某超大型矿砂船(Very Large Ore Carrier,VLOC)为例,基于中国船级社(CCS)《矿砂船船体结构强度直接计算指南》和《矿砂船船体结构高级屈曲评估指南》,对VLOC边舱内强框架上典型横撑材结构的柱屈曲、扭转屈曲和组合扭转/柱屈曲强度进行计算分析。针对VLOC横撑材结构的受力特点,通过几种截面形状的比较和对水平桁宽度、面板偏心等相关设计参数的影响分析,对于改善VLOC横撑材截面形状设计和材料选用给出一些指导性的建议。

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    • 转角配电柜汇流排系统在振动冲击下的应力分析

      赵克威

      2021(03):37-43, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.03.20210307

      摘要:

      以某型转角配电柜汇流排系统为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS建立转角配电柜及其汇流排系统的有限元模型,通过扫频分析研究振动对汇流排系统的影响,并根据环境试验标准研究汇流排系统在不同环境下的冲击响应。研究结果对提高同类型转角配电柜汇流排系统的减振、抗冲击性能和优化设计具有参考价值。

    • 典型舱室结构内爆毁伤效应

      施锐,李晓彬,王浩杰

      2021(03):17-22, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.03.20210304

      摘要:

      为研究内爆载荷下的典型舱室结构毁伤效应,针对大型舰船的典型舱室结构,结合冲击波载荷的经验计算公式,采用一种简化算法对爆炸舱室板架整体损伤情况进行计算,并使用数值仿真方法进行验证。分析常规反舰导弹作用下的典型舱室结构毁伤模式。根据相关大尺度模型内爆试验结果,研究爆炸舱室板架失效模式,并用试验结果对简化算法再次验证。结果表明,该简化算法具备一定的可靠性和准确性。

    • 基于RNN-LSTM的船舶运动轨迹预测

      吴鹏程,罗亮

      2021(03):11-16, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.03.20210303

      摘要:

      针对船舶轨迹预测精确性与实时性的需求,从数据层面探究影响船舶航行轨迹的特征,通过相关性分析确定网络的输入,提出结合循环神经网络-长短期记忆(Recurrent Neural Networks - Long Short Term Memory,RNN-LSTM)的船舶航行轨迹预测模型。通过船舶Z形试验相关数据与实船实际航行数据对网络模型进行训练,并对未来船舶航行轨迹进行预测。对未来轨迹的预测值与实际值进行对比。结果表明,模型预测误差小,验证该方案在船舶轨迹预测中的实用性和有效性。

    • 乌江航道千吨级船舶K、T指数计算方法

      谢凤云,金雁

      2021(03):6-10, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.03.20210302

      摘要:

      为得到乌江航道千吨级标准船型的K、T指数计算经验公式,基于乌江航道和乌江千吨级船舶特点,提出适应于该船型的船舶操纵运动数学模型研讨小组(Ship Maneuvering Mathematical Model Group,MMG)模型,利用船模试验资料验证模型的准确性。利用该模型对一系列千吨级船舶进行模拟仿真,得到Z形操舵运动曲线,并使用野本法得到该系列船舶的无因次化K、T指数。将所得结果作为样本库,利用交叉二次回归方法,计算得到适应于乌江千吨级船舶的无因次化K、T指数计算的经验公式。在此基础上使用3条实船的试验数据验证所提经验公式的精确性。

    • 基于全参数化建模的高速客船型线优化设计

      谢玲玲,张守慧,冯佰威,田中文

      2021(03):1-5, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2021.03.20210301

      摘要:

      以某型高速客船为研究对象。采用CAESES FRIENDSHIP-Framework软件进行全参数化建模,对初始模型采用SHIPFLOW软件进行兴波阻力计算,将计算结果与船模试验结果进行对比,以验证计算的可靠性。采用Sobol算法进行特征参数的灵敏度计算,以有效降低设计空间维数,提高计算效率。建立多航速优化模型,完成船体艏部兴波阻力优化。结果表明,优化模型的兴波阻力在多航速下较初始模型均明显降低,研究结果具有一定的工程实用价值。

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    • 基于Smart3D的邮轮生产设计数字化标准流程研究与应用

      何益芃, 窦培林, 王炬成, 张世超

       DOI:

      摘要:

      针对目前国内大型邮轮生产设计内容及其特点,选用鹰图公司船舶设计软件Smart3D作为平台,为固化邮轮生产设计各阶段节点,定义业务流程节点工作内容,梳理形成邮轮生产设计标准流程及其相关标准流程文档;通过某船厂数字化手段将邮轮生产设计标准流程应用在设计计划派工系统中,经过应用证明邮轮生产设计标准流程有着实际意义,为后续基于Smart3D大型邮轮及传统船型的生产设计的顺利开展提供了可参考的方向。

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    • 极地探险邮轮顶推强度计算方法

      朱红娟, 葛珅玮, 张卫

       DOI:

      摘要:

      极地探险邮轮下水后,需要拖轮通过顶推的方式将邮轮移动至码头边上。由于邮轮结构极为薄弱,需要校核顶推时的结构强度,为分析邮轮舷侧结构在顶推力作用下的结构强度,首先基于有限元仿真方法,计算了舷侧艉部顶推力作用下的结构应力。其次,通过简化梁系计算,分别计算一跨、三跨、五跨下目标梁的应力,通过对比分析可得:梁系计算考虑的梁的跨数越多,计算出的X向正应力值越低,且当梁的跨数达到五跨时,梁系计算结果与有限元计算值仅2%的差距。因此,在顶推计算中,可通过建立五跨的梁系模型替代有限元计算,快速得出结果并保证一定的计算精度。

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    • 无人艇工程控制仿真实验教学平台

      刘星, 杨 冰, 霍清华, 侯彪, 候博, 李建益

       DOI:

      摘要:

      针对无人艇专业工程控制课程教学环节中存在的问题,利用计算机技术和强大的工业软件系统建立半实物仿真实验教学平台。辅助教师进行无人艇建模及控制理论教学,针对无人艇物理参数的不确定性,探讨动力学模型的适用性,并根据无人艇的动力学模型设计控制器,分析控制器参数对无人艇运动性能的影响规律。打造无人艇系统动力学建模及控制的实验与教学半实物仿真平台,提升学员对于无人艇的运动操控、故障诊断以及维护保养能力。

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    • 基于AIS数据的船舶航行安全评价模型构建

      温小飞, 朱浩纲, 邵承谱, 平弘

       DOI:

      摘要:

      针对现有海上船舶航行安全度求解复杂、参考因素权重确定困难等方面的不足,通过研究影响评价模型准确性的数据来源、模型构建方法等问题,提出一种基于关系型数据库的船舶重要指标筛选方法和数据库构建及检索设计方案,构建基于模糊数学方法、层次分析法和专家评价法的船舶碰撞危险度求解模型,并通过实船自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据对构建的数据库和船舶安全评价数学模型进行验证。结果表明:基于AIS数据的船舶安全评价数据库具有很好的可靠性和易用性、船舶安全评价模型计算结果可信,符合专家经验及《国际海上避碰规则》要求,可为船舶海上航行安全评估提供技术和理论支持。

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    • 自升式海洋牧场平台抗倾覆稳性分析

      张波, 李永顺, 徐丰光

       DOI:

      摘要:

      自升式海洋牧场综合平台是一种新型海洋牧场管护设备,可用于海洋牧场管理和海洋环境监测。以自升式海洋牧场综合平台为研究对象,对平台抗倾覆性能进行分析。计算了平台的倾覆力矩和回复力矩,分析了抗倾覆安全系数,并校核了桩腿强度。所涉及的倾覆力矩载荷包括风载荷、波流载荷、P-Δ载荷和DAF载荷,回复力矩载荷包括空船重量、桩腿桩靴重量以及桩腿浮力。计算结果表明本平台抗倾覆稳性满足规范要求。计算结果可为自升式平台环境载荷计算和抗倾覆性能分析提供参考。

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    • 激光除锈在船舶分段除锈中的应用探索

      胡孝明

       DOI:

      摘要:

      针对绿色造船技术发展对船舶分段清理除锈的工艺需求,研究船舶分段激光除锈工艺。应用100W光纤激光器对不同表面状况的船舶分段样品试件,开展了激光除锈试验,在表面处理效果、作业环境、作业效率和投资运营成本等方面,与传统的喷砂除锈作对比,分析了激光除锈效果及适用性。结果显示激光除锈技术应用于船舶分段除锈,具有能耗低、污染问题小、工人工作环境良好等优点。激光除锈应用于船舶分段的研究方向是正确的,为船舶分段除锈提供了一种新的方法。

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    • 中小型LNG动力船舶LNG系统关键技术研究

      陈雪峰, 刘森林, 林玉璋

       DOI:

      摘要:

      LNG作为一种清洁能源应用到船舶上,可大幅降低污染物的排放。LNG具有低温特性,气化后具有易燃、易爆的特性。结合LNG的上述特性,对中小型LNG动力船舶关键技术进行研究分析,使LNG在船舶上得到安全、可靠应用。本文研究成果可为后续类似船舶的设计与制造提供参考。

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    • 基于Unity3D的薄板平面分段车间作业仿真

      吕建军, 黄斌斌

       DOI:

      摘要:

      以邮轮分段建造三维可视化为仿真目的,以薄板平面分段车间作为仿真对象,基于Unity3D引擎进行薄板平面分段流水线的交互仿真开发,实现了流水线的设备虚拟化、工艺可视化,作业自动化,能够对车间作业工艺流程有清晰了解,为实际薄板线生产作业提供有利参考。

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    • 中厚板冷热多丝埋弧焊接热循环参数测量

      付俊

       DOI:

      摘要:

      为了解决中厚板高强钢埋弧焊接热影响区的热循环参数准确测量难题,自主研制了一套多通道热电偶测温软/硬件系统,测量并比较不同焊丝组合(单丝及冷热多丝)对应的焊接热影响区的热循环主要参数。分析结果表明:一方面与传统单丝埋弧焊接工艺相比,冷热多丝复合埋弧焊接工艺可以解决埋弧焊大线能量导致的热影响区脆化问题,从而提高焊缝组织性能和焊接质量;另一方面还可为中厚板焊接过程中的温度场数值模拟计算分析提供了实测数据,为中厚板焊接过程中各种工艺参数制定与优化、焊缝和热影响区的组织性能改善提供了必要的理论基础,对于确保中厚板埋弧焊接过程中的质量也具有十分重要的意义。

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    • 基于蒙特卡洛方法的邮轮建造质量评价体系不确定性研究

      丁东宇, 毛锐, 余龙

       DOI:

      摘要:

      豪华邮轮被誉为世界造船业皇冠上的明珠,建造过程相当复杂。为了避免因建造质量问题导致的后续返工,需要在建造过程中对建造质量进行控制,一套合适的建造质量评价体系能客观地反映建造质量,为质量控制提供标准。建立了邮轮建造质量评价体系的结构和数学模型,各部分的权重可以通过层次分析法或德尔菲法确定,并使用蒙特卡洛方法对该体系的不确定性进行了研究,结果说明该体系有较好的鲁棒性。船厂在使用该体系时要结合船厂实际情况,尤其要注意内装质量部分的权重。

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    • 基于PDA的舰艇安全电子巡检系统设计与开发

      侯 岳, 王康勃, 龚 立

       DOI:

      摘要:

      针对舰艇航行安全保障需求,综合运用了PDA、巡检条码识别和信息化管理等技术和手段设计开发了舰艇生命力电子巡检系统,并开展了功能设计、信息流设计、数据采集设计和使用设计。通过实现危险源登记、隐患故障登记、安全态势显示、数据分析、检索查看、条码打印、拍照录像和数据交互等功能,不仅可以及时有效发现舰艇事故隐患,而且能统计归纳得出舰艇事故规律,进而为舰艇装备安全的精细化、信息化管理提供有力支撑。

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    • 火车舱水喷淋系统设计与布置优化

      陈婷婷, 陆小科, 刘华, 钟浩权, 姚堂毅

       DOI:

      摘要:

      以某国内首制火车滚装船项目为例,对火车舱水喷淋系统进行设计与布置优化。从原理、分区、备用/冗余、智能遥控、喷头布置、分区总管布置等设计方面详细介绍该优化方案。通过与基础设计的火车舱水喷淋系统作比较,优化方案具有减少泵组数量,优化泵组参数,解决相邻区域喷淋盲区问题,减少管材耗量,大大减少现场施工量等多方面优势。经实船试验后,优化方案功能合理可行,为今后可能的后续船或类似船型的火车舱水喷淋系统设计/建造提供有价值的参考和借鉴。

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    • 影响喷水推进器推进性能的若干因素

      薛 亮, 常书平, 崔益烽

       DOI:

      摘要:

      基于某艇推进需求,以喷水推进器设计工况为分析对象,采用CFD方法,研究了叶轮叶顶间隙、流道格栅密度、航行区域水深、双泵横向间距等工程应用因素对推进性能的影响。结果表明,较小的叶顶间隙可以更好的保证推进性能;过密格栅条会增加流道进水口阻尼作用,影响流道对喷泵的供流能力;航行区域水深太小时阻塞效应明显,推力下降比例较大;两泵轴间距对本喷水推进器的水力性能和推进性能的影响较小。以上结论为喷水推进器设计建造、安装与使用等提供合理依据。

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    • 蜗壳截面形状对离心泵性能特性的影响

      郝谕

       DOI:

      摘要:

      为了研究蜗壳截面形状对舰用离心泵性能的影响作为后续研究舰用离心泵噪声振动特性的理论依据。在保证蜗壳基圆、前八断面面积、蜗壳出口位置、蜗壳出口直径和中心高相同的前提下,改变蜗壳截面形状,分别设计A、B、C三种型式的蜗壳;以清水为介质,对离心泵进行数值计算。结果表明:三种型式蜗壳,离心泵外特性变化趋势基本一致,小流量工况下A型蜗壳离心泵效率略小,大流量工况下B、C型蜗壳离心泵效率小,随着流量的增大B、C型离心泵效率下降幅度较大;三种型式蜗壳离心泵在相同工况下静压分布、流线分布、流速分布、湍动能分布、气体体积分数分布趋势大致相同。在叶轮靠近隔舌处流道和蜗壳流道中变化不同,这表明改变蜗壳截面形状主要影响叶轮出口及蜗壳流道内的流场。

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    • 吉林鸭绿江型铣挖式挖泥船建造项目后评价

      于佳慧, 常泽亮, 谢新连, 赵瑞嘉

       DOI:

      摘要:

      为了探讨船舶建造项目后评价及后评价报告编制方法,首先介绍了我国投资项目后评价发展历程。然后,结合吉林鸭绿江型铣挖式挖泥船建造项目,对船舶建造项目后评价技术路线和评价内容两方面做了分析。接着,探讨了后评价中遇到的若干问题及其处理办法,最后给出结论和建议。文中介绍的经验和思路,可为相关人员作船舶建造项目后评价的理论研究和编制后评价报告提供参考。

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    • 新型浮式平台波浪载荷分析与结构强度评估

      于小伟, 周骏, 罗瑞锋, 黄曌宇

       DOI:

      摘要:

      为了优化浮式平台结构型式、合理评估浮式平台的波浪载荷和结构强度,总结归纳了几种常用的波浪载荷计算方法及特征载荷的选取,并应用于全新浮式平台的结构型式设计研究及强度评估中。结果表明:型式优化后的平台运动响应可以有效避开作业海域的极端海况,基于长、短期波浪预报得到的特征载荷极值以及相应的设计波波幅相差较大。为海洋结构物型式设计、波浪载荷计算与结构强度评估提供参考。

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    • 船用5083铝合金随焊滚压工艺的有限元计算

      黄震宇

       DOI:

      摘要:

      5083铝合金焊接过程中极易出现热裂纹,主要原因是在脆性温度区间存在较大的收缩内应力。为解决此类问题,本文对随焊滚压工艺进行了研究,采用有限元软件MSC.Marc进行了焊接工艺的模拟,综合考虑焊接热源模型、材料性能、滚压等边界条件,建立了5083铝合金工件的随焊滚压有限元模型,对比了5083铝合金薄板在普通焊接工艺以及随焊滚压工艺条件下的残余应力。结算结果表明,随焊滚压工艺中选择合适的轮枪距及压降量可有效降低残余应力。

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    • 基于多目标遗传算法复式转叶舵机结构优化

      袁畅, 李阁强, 王帅, 毛波

       DOI:

      摘要:

      针对舰船转叶舵机运动时舵叶与水动力之间存在强力位耦合的问题,设计出一种新型复式液压摆动缸转舵机构。为减小结构整体占地面积,首先基于多目标遗传算法建立以复式摆动缸壳体内径、力矩解耦缸转子内径、驱动缸转子轮毂直径、动静叶片高度、动静叶片宽度和壳体厚度的几何尺寸为设计变量的多目标优化模型,在使用遗传算法求解非线性约束条件下的多变量优化问题时,通过设计罚函数,将适应度函数与约束条件分离来处理约束条件,根据设定的准则择优筛选出最优尺寸参数。最后通过有限元软件ANSYS对摆动缸壳体、力矩解耦缸转子和驱动缸转子进行应力应变分析,结果表明,在满足结构强度、刚度和安全系数的前提下,复式摆动缸结构尺寸最优,验证了优化后结构的可靠性。

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    • 相似理论下的桨-轴系统振动特性分析

      林存明, 周瑞平, 崔雷雷, 鲍炳成

       DOI:

      摘要:

      为了更好的了解桨-轴系统的振动特性,以某桨-轴系统为研究对象,基于Ansys Workbench平台下多个模块建立仿真分析,对缩尺模型下的桨-轴系统计入水压力和离心力的振动进行研究。桨-轴系统振动相似性的研究采用了原尺寸模型与缩比尺寸模型,分别求解其固有频率、振型及幅频曲线进行相似性验证。将验证正确后的缩比模型进行考虑水压力与离心力的振动特性研究;水压力通过利用Fluent模块对螺旋桨进行敞水计算,然后将计算后的结果采用单向流固耦合的方法进行加载;离心力的模拟通过设置不同的旋转速度来实现;谐响应分析采用模态叠加法进行计算。研究表明,缩尺模型在固有频率、振型及幅频曲线上的结果与原模型计算结果基本一致。计入水压力与离心力时的桨-轴系统固有频率会有所降低;水压力的作用对桨-轴系统的纵向固有频率影响较大;离心力对桨-轴系统固有频率的影响不明显。

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    • 极地船用FH40低温高强钢焊接工艺

      夏皓春, 贺进巍, 邓胜杰

       DOI:

      摘要:

      以极地船用FH40低温高强钢为研究对象,分别采用焊条电弧焊(SMAW)、药芯焊丝CO2气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)三种焊接方法进行工艺试验,分析了该钢种及其配套焊材在不同焊接位置和接头形式条件下的焊接性能,获得了焊接工艺参数。焊后对接头进行X射线探伤、无损检测、金相组织观察及力学性能试验。结果表明,焊接接头成形优良,无缺陷产生,无损探伤结果满足相应规范要求。接头拉伸试验、弯曲试验、低温冲击韧性等各项力学性能指标均满足设计要求,试验确定的焊接工艺参数为指导新型极地船建造提供指导。

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    • 基于MBD的船体装配三维作业指导技术研究

      朱雨雷, 李瑞, 陈宏伟

       DOI:

      摘要:

      为改善当前船厂车间二维作业指导方式的种种弊端,本文基于MBD技术进行三维作业指导研究。首先,基于MBD技术的定义,提出分段MBD数据集的分类、组织结构和总体应用框架;总结MBD模型的具体内容。其次,基于P-MBD模型,提出船舶分段的装配仿真流程。最后,基于VRML技术,轻量化MBD模型;并开发软件实现三维作业指导功能。

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    • 半潜浮式风机的动力响应研究分析

      张培智

       DOI:

      摘要:

      OC4半潜浮式风机综合性能较好,但其浮式基础结构重量和结构复杂性带来高昂建造成本,而WindFloat半潜浮式风机浮式基础具有结构简单、建造成本低和减摇效果好等优点,但是适应水深较小且只适合特定海域。所以首先结合OC4和WindFloat半潜浮式风机基础的结构特点,针对200m水深环境设计了OC4-WindFloat半潜浮式风机基础。然后基于叶素理论、莫里森公式和势流理论,通过有限元软件对OC4-WindFloat半潜式浮式风机的固有周期及风浪联合作用下的动态位移响应进行耦合分析,并与OC4半潜浮式风机结果进行对比研究。结果显示,OC4-WindFloat半潜式浮式风机固有周期及动态响应均满足相关规定,且具有比OC4更低的建造成本以及相比WindFloat适用更深的海域。因此研究结果对于浮式基础型式有一定的指导意义。

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    • 单向加筋板低频振动的简化建模精度影响因素研究

      吴凡, 李增光

       DOI:

      摘要:

      为研究加筋板结构在低频振动中的模型简化,基于小挠度薄板弯曲理论,通过质量等效与刚度等效,得到将加筋板等效为正交各向异性板的密度与弯曲刚度计算公式。以单向加筋矩形板为研究对象,通过计算加筋板固有频率有限元解和等效正交异性板固有频率解析解的误差,证明了等效方法的有效性,并讨论了质量等效、刚度等效以及结构参数对等效方法精度的影响。结果表明:刚度等效是等效方法精度的主要影响因素,质量等效的影响可以忽略不计;筋条截面高度、筋条数量和基板厚度对等效方法精度均有一定的影响。最后,通过定义无量纲参数附加弯曲刚度比,对三项结构参数进行定量比较分析。结果表明:筋条数量是影响等效方法精度最显著的结构参数,附加弯曲刚度比在10的二次方量级以内可以保证等效方法的准确性。

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    • 基于摄动法的材料去除过程薄壁件模态分析

      陈霁恒, 刘星, 谭经松

       DOI:

      摘要:

      在复杂薄壁零件增减材一体制造过程中,薄壁件材料的去除将改变其结构模态参数,常规动态响应分析往往忽略模态变化,导致在周期铣削力作用下预测的振动变形出现偏差。为此,本文基于矩阵摄动理论分析材料去除对于薄壁件模态参数的影响规律,获得了薄壁件加工过程的模态参数并与商业有限元软件仿真结果进行对比,实现了材料去除过程薄壁件模态参数的准确计算,为分析薄壁件加工振动变形提供理论基础。

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    • 基于AVEVA_Marine二次开发的舱室绝缘快速建模方法

      马晓平, 顾颖, 赵旭

       DOI:

      摘要:

      在舱室绝缘建模过程中,应用AM原生建模功能,操作繁琐效率较低,建模结果不够理想。为提升三维环境下舱室绝缘的建模效率,提出舱室曲面绝缘以及型材绝缘快速建模的二次开发方法,基于Aveva Marine平台,运用可编程宏语言PML进行二次开发,通过拾取模型计算出三维坐标点,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。最后通过开发的绝缘快速建模功能与原生建模功能的对比,验证了二次开发的高效性。

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    • 海上风电单桩稳桩平台的结构设计与安全性研究

      何韶东, 张显雄, 何海群, 胡振伟, 邱屿, 陈明胜

       DOI:

      摘要:

      我国发展海上风电有天然的优势,并且随着能源问题的日益突出,海上风电作为清洁能源越来越受到重视。目前,海上风电装机单桩基础平台为主流基础型式,而对更为复杂的多桩基础的定位和沉桩有着更严格的要求。本文根据海上风机基础的打桩作业要求,设计了一种单桩稳桩平台,并利用ANSYS APDL对多桩稳桩平台在打桩作业工况、遭遇台风工况等极端典型工况下的结构强度、整体稳定性和单桩稳定性进行了校核。结果表明,本文所设计的稳桩平台可满足海上复杂环境下单桩基础的定位、导向和沉桩等技术要求,为海上风电多桩稳桩平台的结构设计和安全评估提供参考。

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    • 直流组网船舶供电变流器运行与控制策略研究

      洪学武

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      摘要:

      通过对电力电子变换技术、储能技术的研究,混合动力船舶直流组网电力推进系统成为提高燃油效率、减少排放、增强冗余性能的最佳选择。首先对一种直流组网型混合动力船舶推进变流系统构成和工作原理的基础进行介绍;其次针对日用负载供电变流器的多运行模式及其控制策略,提出一种基于正、负dq同步旋转坐标系的分序控制方法,保证三相供电变流器带单相负荷时输出电压平衡,通过坐标变换构造负序指令无需数字低通滤波器;最后通过搭建仿真模型来验证所提控制策略的正确性、有效性,实验结果显示对比传统的单独正序控制电压波形不平衡约12%,正负序控制波形不平衡小于0.5%,该控制策略更为有效。

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    • 概念设计阶段的邮轮横移操纵性评估方法研究

      何晓宁, 卜龙煜, 陈鸽, 曾骥, 邵朱芸

       DOI:

      摘要:

      为准确评估邮轮的横移操纵性,以概念阶段的某中型邮轮的横移抗风性能进行研究,考虑邮轮上层建筑高大的特点,在由侧推、螺旋桨、舵所组成的横移平衡计算模型中,增加风载荷及力矩,并依据现有的初步设备参数,计算13个角度风向角所能承受的最大风速,预测邮轮在码头的横移抗风操纵性能力。通过实例计算验证,此评估方法能够清晰便捷的评估了邮轮在不同风况下的横移抗风能力,为邮轮概念设计阶段的横移操纵性提供重要支撑。

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    • 船舶柴电混合动力系统设计应用研究

      张丁标, 卢园园, 张育婵

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      摘要:

      摘 要: 为应对日趋严格的国际海事组织(IMO)和各国碳、硫、氮等排放的环保要求,柴电混合动力系统的船舶作为一种新能源船型,开始受到广泛的关注和应用,通过闸述柴电混合动力系统在船舶上设计应用,包括柴油发电机组和储能系统(由动力电池组、电池管理系统、电池舱灭火系统)系统组成、设备配置、系统运行模式、电池舱布置等方面的内容研究,以期提供船东和船厂面临环保压力的解决方案。

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    • 复式液压摆动缸结构解耦研究

      赵文奎, 李阁强, 毛 波

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      摘要:

      针对转叶舵机操舵过程中所受水动力负载复杂且与转舵角度、角速度构成强力位耦合关系,严重影响舵机系统控制性能的问题。在分析舵叶表面流体力的基础上,提出一种新型复式液压摆动缸结构解耦的方案。该复式液压摆动缸为双层结构,内层为驱动缸转子,采用中空结构,通过孔轴配合与舵杆装配成一体;外层为力矩解耦缸转子,兼做驱动缸壳体。驱动缸转子嵌套在解耦缸转子内部,控制舵机的转向、转速和转角;解耦缸转子与驱动缸转子同向转动,施加主动力矩作用在驱动缸转子上,抵消舵叶转动引起的水动力负载对驱动缸转子运动姿态的干扰,消除水动力对舵角控制的影响。通过仿真分析和实验表明,复式液压摆动缸结构解耦的有效性。

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    • 面向扫砂工艺的钢板表面喷砂处理特性实验研究

      王晶晶

       DOI:

      摘要:

      扫砂工艺是用轻度喷砂代替传统喷砂工艺的一种新型表面处理技术,被越来越多的应用到船舶分段建造领域。本文基于自循环式喷吸砂设备,搭建了自循环式喷砂工艺自动化实验平台,对实现轻度喷砂的工艺参数进行研究,探索不同喷砂压力、喷砂速度条件下的钢板表面特性,结果表明,钢板表面粗度随着喷砂压力的升高逐渐增大,随着喷砂速度的增大逐渐减小。研究方法及结果可为扫砂工艺的实施提供借鉴。

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    • 淡水港口下的滚装海船压载水处理系统设计与研究

      陈婷婷, 郭晟江, 何文明

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      摘要:

      某火车滚装船航线涉及到美国莫比尔港口,此港口水质较差、泥沙较多、且每年出现海淡水交替等的特殊情况,其压载水处理系统设计比单一海水港口或单一淡水港口的更为复杂。此外,火车滚装船固有的作业特性,也将影响到本压载水处理系统的设计。如何衡量并选用合适的压载水处理系统,是此次论述的重点。以该船为依托,通过对该压载水处理装置的选型、原理设计等进行介绍和深入分析,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。

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    • 船舶与海洋工程

      尹斌, 顾晓波, 王大伟

       DOI:

      摘要:

      通过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,在此流程基础上设计并开发出集生产信息记录、共享、报表分析等多功能于一体的焊接质量追溯系统。通过实地应用,系统实现了焊接全过程质量信息、数据的追踪与管理。

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    • 不同碎冰敏感性参数下船冰碰撞结构响应分析

      张健, 李锐, 王蓓怡, 李兰岚

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      摘要:

      由于气候变暖,北极冰盖正在以更快的速度融化,北极航道的利用价值也愈渐升高。根据我国第七次科学观测北极海冰空间分布情况,模拟真实碎冰分布,采用LS-DYNA软件中的流固耦合方法,研究了不同碎冰尺度、碎冰厚度、碎冰域密集度及船舶航行速度对船冰碰撞中船体结构响应的影响,获得了船体结构损伤应力大小、能量吸收及碰撞力等结构响应规律和力学特性。

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    • 激光功率对激光电弧复合焊接接头成型影响研究

      周宏, 冒凯凡

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      摘要:

      采用12KW碟片激光与MIG电弧对6mm厚AH36钢板进行复合焊接,分析不同激光功率对焊接接头成形的影响,并且对最优参数下的焊缝行进力学分析。结果表明:焊接缺陷主要表现为激光功率偏小时焊缝背部不完全熔透,激光功率偏大时焊缝正面有咬边且有凹陷,激光功率在4400W时表面成形最好。对最好参数下的焊接试板制样观察焊缝宏观横截面形貌无气孔无裂纹,对其进行力学检测表明,拉伸位置均在母材,力学性能符合国家标准以及中国船级社材料和焊接规范要求。

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    • 基于不同失效准则的复合材料层合板螺栓接头的极限强度研究

      卢嘉鹏, 严仁军, 黎梦真

       DOI:

      摘要:

      研究了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确度预报方法。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,分别采用了最大应力准则、蔡-希尔准则、霍夫曼准则、蔡-吴准则、哈辛准则五种失效准则进行数值计算,通过建立不同的场变量来表征纤维、基体、界面的损伤状态,进而研究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,基于这五种失效准则计算下的有限元仿真结果均与实验值均较为接近,其中采用纤维失效和基体失效分开考虑的哈辛准则计算的螺栓连接层合板的极限强度与试验结果的准确度最高,较适用于复合材料螺栓连接结构的有限元仿真。

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    • 深水FPSO主起重机基座结构设计

      徐田甜

       DOI:

      摘要:

      FPSO主起重机作业时在基座结构处产生交变应力,基座结构设计应开展总体布置、屈服强度、刚度和疲劳寿命的优化。以某西非深水FPSO的折臂式主起重机基座为例,介绍石油公司企业标准对起重机基座结构的技术要求。按BV船级社规范要求,应用PATRAN/NASTRAN软件分析起重机基座结构静力强度和刚度,确定了FPSO主起重机基座与船体结构界面处的局部加强设计和海洋工程区。按API、DNV船级社规范要求和“热点应力法”,应用DNV SESAM软件评估了起重机基座结构典型热点的疲劳寿命。结果表明:基座结构典型疲劳热点的疲劳损伤以由起重作业载荷造成的低周疲劳损伤为主。通过优化FPSO主起重机基座结构的总体布置和界面处的局部结构设计,确保了结构强度、刚度和疲劳性能。

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    • 船舶上层建筑完整性设计建造工艺研究

      许江, 储年生, 袁欢, 辛露

       DOI:

      摘要:

      本文基于上海外高桥造船海洋工程有限公司上层建筑完整性设计建造的成功经验,总结出上层建筑完整性设计建造标准,指出各船厂根据自身的硬件条件和设备设施进行方案的策划,并进行设计和建造,并在完整性水平评估的基础上进行持续改进和提高,不断提高中间产品完整性交付水平,从而提升生产效率,为各船厂进行流程再造,实现上层建筑的完整性设计建造提供了很好的指导。

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    • 面向气流场的舰船上层建筑设计评估

      贺少华

       DOI:

      摘要:

      舰船气流场是自然风流经舰船后,受船体和上层建筑阻挡,在舰船艉部形成的复杂非定常空气流场。舰船上层建筑设计在满足隐身性、功能性等要求的前提下,为给舰载直升机创造好的起降环境,还需考虑气流场设计。分析提出了面向气流场的舰船上层建筑设计定量评估方法:建立舰载直升机仿真模型,分别置于起降平台空域内各关键路径点,测量其受到的非定场气流施加的力和力矩,记录30s时间内的力和力矩的变化;用0.2到2Hz之间的力和力矩积分平方根(均方根RMS)表示气流场施加在直升机上的载荷,该载荷即对应飞行员的操控负担;力和力矩的时间平均值则对应直升机的控制余度。另外,气流会影响舰船烟囱排烟,起降平台空域的温度变化或变化率可作为评估上层建筑气流场设计的另一指标。

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    • 基于改进项约束关联规则的船舶涂装工艺知识获取

      韩子延, 王晶晶

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      摘要:

      为了提高船舶涂装工艺知识获取的效率及有效性,提出一种基于改进项约束关联规则的知识获取方法。首先,根据先导项约束和后继项约束条件筛选目标数据集,用于有针对性地获取涂装工艺知识;然后,利用带约束的关联规则算法挖掘涂装工艺事务数据库中的规则并进行筛选,得到满足项约束条件的关联规则;最后,从获得的规则中提取涂装工艺知识并存入知识库。现场测试结果表明,该方法在缩短算法计算时间的同时提高了算法的性能,所提改进项约束关联规则算法优于传统算法。

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    • 小缸径低速柴油机加装ECOEGR系统设计与布置

      陈婷婷, 黄秋云, 王耀, 杨泽滨, 左小明

       DOI:

      摘要:

      火车滚装船布置有两台小缸径低速柴油机加装ECOEGR,以满足TIER III排放要求。此类型主机及相关EGR原理为全球首制。以该船为依托,阐述对该主机及相应船舶管路/控制系统的原理设计、实船布置等进行介绍和深入分析,为今后可能的后续船或类似船型的小缸径低速柴油机加装ECOEGR设备和系统设计/建造提供有价值的参考和借鉴。

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    • 船舶制造技术成熟度评估系统

      任静, 胡晓轩, 杨山林, 张怡敏, 张亮

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      摘要:

      在船舶制造中,对于技术成熟度的评估意识薄弱且缺少信息化的手段。通过确定评估指标,设定权重,由系统自动算出成熟度的得分和等级,可从总体设计、建造工艺、船厂建造资源能力、船舶研制定型后等方面进行评估。从而,避免损失,减少返工带来的时间成本、人力成本,提高船舶制造技术成熟度评估的科学性、准确性、可靠性、灵活性以及评估效率。

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