系泊拖带设备船体加强结构的强度分析

带缆桩和导缆孔在船舶系泊、拖带作业中通常会受到很大的载荷作用,在船舶设计过程中有必要对系泊、拖带设备的支撑结构进行强度分析。以MSC.PATRAN/NASTRAN为平台,根据船体尾部甲板的结构形式、系泊和拖带设备布置以及船体结构加强形式建立船体局部有限元模型,通过对不同设计方案下的支撑结构进行计算,分析比较导缆孔、带缆桩区域船体加强结构的应力分布情况,并着重对导缆孔区域的加强形式进予以考虑,以期为系泊、拖带设备加强结构的强度校核和优化设计提供一定的参考。     

复合材料加筋壁板轴压屈曲稳定性研究

为研究复合材料加筋薄壁结构在轴向压缩载荷下的稳定性能,应用有限元软件MSC.PATRAN／NASTRAN对该型结构建模并进行屈曲计算,得到结构的失稳屈曲临界载荷和屈曲模态;通过对复合材料加筋壁板进行轴向压缩试验,对其屈曲形式、失稳载荷、破坏过程及破坏载荷进行了研究,试验所得局部屈曲载荷与计算结果较吻合,说明建模方法的合理性。试验分析表明复合材料加筋壁板具有较强的后屈曲承载能力,可以用有限元模拟方法来对该型结构的稳定性能进行分析。     

250t起重船打捞扒杆有限元强度分析

利用有限元分析软件建立了某内河250 t起重船打捞扒杆结构的有限元模型,通过直接计算方法对打捞扒杆在作业状态下的结构强度和稳定性进行了评估,以确定扒杆结构和性能的稳定性和安全性。首先进行了该非常规船舶的波浪载荷;其次,涉及起重船打捞扒杆作业状态下的载荷选取,然后评估了扒杆的强度和稳定性。该船打捞扒杆的强度评估方法与结果,可为今后此类内河小型起重船的臂架与船体结构设计提供参考依据。     

沉垫型自升式平台拖航状态强度分析

采用势流理论,考虑辐射和绕射的影响,计算了作用在平台上的波浪动压力,并定义了三组设计波;基于有限元模型计算得到了主船体、沉垫、桩腿和固桩架等结构在设计波下的应力分布;分析了沉垫型自升式平台拖航时的载荷与结构响应特点.结果表明,沉垫在斜浪下的结构响应是平台拖航可行性的制约因素;在拖航状态中,桩腿最危险部位在沉垫和主船体之间;在满足平台稳性的前提下,适当降低沉垫的位置可以改善平台拖航强度.     

基于SESAM的远洋秋刀鱼船波浪载荷预报

以53 m远洋秋刀鱼船为研究对象,利用DNV SESAM软件的GeniE模块建立目标船型的湿表面模型和质量模型,通过HydroD模块进行船体典型装载工况下的波浪载荷计算,对船型在西北太平洋海区的波浪载荷进行了长期预报,分析研究了不同装载情况、浪向角等对船型波浪载荷和船体运动预报值的影响。同时,通过假定横倾角的方法来模拟船型舷侧起网的状态,分析了不同横倾角对船型波浪载荷预报的影响。     

船体结构疲劳强度分析直接计算法

针对有些船舶如大型集装箱船的非直壁、船首大外飘等波浪载荷具有明显非线性,提出采用直接计算法进行疲劳强度分析,并提出了计算的一些具体内容和计算公式．计算结果表明,非线性波浪载荷对船体结构疲劳损伤分析具有重要影响。     

计及流固耦合的船体薄壁梁波浪载荷响应研究

计及流固耦合影响,本文提出了包括波浪载荷、模态分析和船体薄壁梁结构的波浪载荷响应的理论计算方法．用本文方法和相应计算程序计算了一条６ｍ 长钢质船模的固有频率、振型及弯扭耦合波激振动响应．模态分析结果同常规有限元计算作了比较．计算中还讨论了一些波浪参数的变化对波激振动响应的影响．     

用水弹性方法分析船型对波浪载荷的影响

建立了计算船舶波浪外载荷的水弹性有限元模型，将船体梁作为修正的Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁，受力分析采用切片理论．避免了由于船体干模态与流体动力不正交引起的弊端．并分析船型对波浪载荷的影响．     

漂浮式潮流电站载体支撑结构屈曲有限元分析

漂浮式潮流能电站是一种新型的潮流能利用转换装置,其中水轮机组的支撑结构承受水轮机的工作载荷以及整个机组的重量,其稳定性尤为重要.由于结构的复杂性及载荷的特殊性,很难直接利用当前的理论与规范评估结构的稳定性.文中首先利用MSC.PATRAN软件建立了包含水轮机主轴及不包含水轮机主轴的2种水轮机支撑结构模型并利用MSC.NASTRAN进行静力及屈曲有限元分析,然后通过结果对比发现2种模型在静力分析中整体结构应力应变分布基本一致;各阶屈曲模态基本相同.最后评估了该支撑结构的强度以及屈曲稳定性,预报了危险位置.     

基于新版共同结构规范的船体梁极限强度计算方法

2008修订版共同结构规范对船体梁极限强度计算时各种失效模式下的载荷端缩曲线进行了修改,并对单元划分原则及一些特殊部位处理进行了补充规定.新规范必将对同种模型下求得的船体梁极限承载能力产生影响.通过对比2008修订版与2006版共同结构规范,总结了新规范在极限强度部分的变化,并在新规范基础上用PCL语言在MSC.Patran平台上开发一套用于船体梁极限强度计算与评估的可视化计算软件.通过两个规范下的模型计算分析发现,新规范下结构极限强度偏小,且规范的修改对构件间屈服应力明显不同的结构将受到较大影响,对屈服应力几近一致的结构影响较小.对新规范的理解提供参考并提供一套实用、可以推广的船体极限强度计算软件.     

MSC Patran/Nastran在12m天线结构分析中的应用

应用MSC Patran和MSC Nastran软件对12m抛物面天线结构进行了有限元建模及仿真分析,得出了天线在不同俯仰角时最佳拟合抛物面的面板法向均方根误差,并运用数字近景摄影测量系统获得了对应俯仰角时反射面实际法向均方根误差,通过对仿真分析结果和测量结果的进行比较和分析,肯定了有限元仿真对天线结构设计的指导作用。     

露天转地下开采中顶柱稳定性分析

结合唐钢石人沟铁矿的具体地质条件、采矿条件、岩体的结构特征及力学性质测试,首次借助MSC.PATRAN和MSC.NASTRAN三维数值分析软件对整个矿区进行建模分析,通过反复调整模型参数,分别根据提出的9种设计方案进行模拟分析对比,最后得出顶柱设置在-6 m水平(方案9)基本可以稳定.同时提出确保顶柱稳定的详细的采矿方案、措施、建议以及有效地防止矿体突冒控制技术措施,为其他矿山露天转地下开采中的顶柱尺寸留设提供可靠的分析方法和科学依据.     

工程结构的优化设计方法与应用

随着现有工程结构的日益大型化、复杂化、如何充分利用和完善现有的大型通用有限元法软件（如MSC/NASTRAN）的优化设计功能显得尤为重要，用MSC/PATRAN建立有限元模型，基于MSC/NASTRAN平台分别采用3种优化算法对经典算例，某卫星天线支撑架结构以及某舰船后桅结构进行了优化设计，采用的3种优化计算法分别为改进的可行方向法，序列线性规划法和序列二次规划法。结果表明，通过优化能够显著减轻一些结构部件重量，这对MSC/NASTRAN在实际大型工程结构优化设计方面的应用具有现实意义。     

基于Nastran的船舶局部强度有限元分析

以某国际航行船舶为例,按照中国船级社《钢质海船入级与建造规范》要求,应用三维有限元方法,进行了艏楼甲板锚机固定座的结构强度分析。计算结果表明,原设计满足局部强度要求,部分构件尺寸存在进一步优化空间。     

充液双层壳的振动与声辐射计算

对某充液双层壳的结构振动和声辐射特性进行了研究.运用MSC/PATRAN建立结构的有限元模型,在MSC/NASTRAN平台上,考虑流固耦合效应,对水下双层壳结构进行频率响应分析,得出可用于声学分析的数据文件.再利用边界元软件SYSNOISE,导入上述结果文件作为边界条件,对双层壳结构进行声辐射数值分析.实例研究证明双层壳之间的不同肋骨设置对壳体的振动特性和结构声辐射的影响较开孔的数目影响大.     

抛物面天线反射面参数化建模与热变形优化分析

为更好地分析卫星在轨运行期间天线主反射面热变形对天线性能的影响,应用PCL,对MSC.PATRAN/NASTRAN进行二次开发,将参数化建模、抛物面拟合、型面精度分析引入有限元计算,并对某大口径复合材料天线主反射面在均匀温度场下的热变形进行了数值模拟,优选出合理的铺层方式,获得了变形后的天线性能指标.研究结果表明:数值模拟探索出适合于在轨卫星天线减少热变形的铺层设计方法,所获变形值、抛物面拟合参数、型面精度误差等结果符合设计要求,为复合材料天线主反射面的设计应用提供了依据,同时解决了通用CAE软件无法预估热变形对天线性能影响的问题.      

舱盖结构的PATRAN/NASTRAN有限元分析

运用ＰＡＴＲＡＮ／ＮＡＳＴＲＡＮ分析软件,对飞机舱盖结构进行有限元分析,得到舱盖的应力及其发生部位,为舱盖的定寿、延寿作了准备。     

集装箱船波浪载荷的研究

通过船舶三维运动程序进行了船舶运动与波浪载荷的初步分析.以一艘5500 TEU集装箱实船为例,通过设置不同航行条件来确定与运动和载荷最大值对应的航向角,得到了单位规则波作用下的运动振幅以及各种航向角下中剖面的受力转换函数和受力转换频谱,得到了主要载荷参数最大值所在位置、数值以及相应的航行条件,最后运用波谱理论进行了长期波浪载荷分析,并与现行规范进行了比较.该结论可用于集装箱船极限载荷分析,也可为船体结构设计提供参考.     

船舶结构力学中的“伪安定”问题

从理论和试验研究两个方面论述了船舶结构力学中的“伪安定”问题．提出了一个判别结构是否发生伪安定状态的能量准则,并将这个准则具体应用于反复波浪砰击载荷作用下以及反复质量撞击作用下船舶板的伪安定分析．给出了分析实例及试验结果．分析表明：对于承受反复动载作用、边界受到约束的船舶板,当外载荷所作的总功小于板构件所能贮存的最大弹性变形能时,该结构将是伪安定的．集中质量反复撞击固支铝合金圆板的试验结果证实了理论的预报．