“桑吉”号油轮沉没原因推测与分析

针对"桑吉"号油轮与"长峰水晶"号散货船碰撞着火后沉没的海难事故,本文基于事件梳理和船舶事故极限状态设计原理,开展了油轮沉没主要原因的推测和计算分析。对该事件进行了回顾并梳理相关重要信息,推测油轮沉没的一种可能原因:在碰撞受损的基础上,由于持续高温燃烧和交变波浪外载荷作用,导致高温区域船体钢材机械性能退化和结构塑性应变累积,造成碰撞受损区域局部构件撕裂和舱段剩余强度不足,进一步引发相邻舱室的总强度不足和大规模破舱浸水,一系列连锁反应,最后导致"桑吉"轮因储备浮力不足而整体沉没。在此基础上,根据事故现场的海况信息和沉没原因的推测,采用相近吨位油轮开展了破舱浸水后储备浮力和碰撞起火后船体剩余强度分析,计算结果在一定程度上验证了沉没原因推测的合理性。     

双层壳结构抗冲击性能仿真研究

对潜艇结构冲击响应(加速度)的分析可以评价结构的抗冲击能力并为提高结构抗冲击性能提供依据.以某潜艇的结构和型线为基础,利用大型有限元计算软件ANSYS/LS DYNA计算了双层壳结构在改变外层壳体(简称外壳)及内层壳体(简称内壳)的厚度时的冲击环境,分析了双层壳结构在不同工况下的冲击响应,讨论了外壳和内壳对双层壳结构冲击环境的影响.通过数据分析表明:在改变外壳及内壳板厚的情况下,外壳及内壳的冲击响应(加速度)近似服从威布尔分布,内部结构的冲击响应近似服从正态分布;在同一冲击因子下,改变外壳板厚和内壳板厚对结构各部分的冲击响应影响不同.这对于潜艇的抗爆炸抗冲击分析及合理的结构形式具有重要意义.     

棱柱型隐身桅杆结构强度试验研究

以舰船棱柱型结构的全封闭型隐身桅杆为研究对象,利用比利时LMS公司的SCADAIII数据采集器及CADA-X信号分析系统和相关设备对其进行强度与振动试验,用试验获得的数据与利用ANSYS有限元计算软件计算的结果相比较,从而验证三维有限元法的可靠性．通过试验和计算对比,发现有限元计算和试验结果间的误差很小,并且在相同周期条件下,应力值随摇摆角度的增加而增加．在相同摇摆角度的条件下,应力值随周期的增加而减小．同时获得了一些关于这种复杂结构形式的桅杆在舰船不同纵(横)摇角、周期及桅杆压载情况下,结构强度的有一定意义的研究成果,为隐身桅杆的设计提供参考．     

基于ABAQUS软件的舰船水下爆炸研究

通过数值手段研究水下爆炸气泡脉动载荷作用下的舰船船体总强度.文中应用国际上通用的有限元程序ABAQUS中的声固耦合算法模拟分析了舰船受水下爆炸气泡脉动载荷作用的总体响应;通过大量的数值模拟计算,分析和总结了药包在舰船附近以不同位置、给定深度、不同装药量爆炸时气泡脉动载荷对船体总纵强度的影响,得出了一些有规律性的曲线;并校核了典型工况下气泡脉动载荷以及气泡脉动载荷和波浪载荷联合作用下船体的总纵强度.计算结果表明:校核船体在气泡脉动载荷作用下的总纵强度的同时必须计入波浪载荷的影响,对相关理论研究和工程计算有一定参考价值.     

声固耦合方法在舰船水下爆炸中的应用

文章旨在探讨用声固耦合算法模拟舰船水下爆炸是可行的.该文应用国际上通用的有限元程序ABAQUS中的声固耦合算法对舰船几种典型的水下爆炸模型进行了计算和分析,总结和分析了采用声固耦合算法进行水下爆炸数值模拟分析时应注意的方法和技巧,并把部分计算数据和实测数据进行对比分析,结果表明:运用数值分析的手段可以比较真实地模拟舰船水下爆炸的实际,计算结果与实测数据基本吻合,可以满足工程要求.对与水下爆炸相关的工程计算有一定参考价值.     

结构参数变化对双层圆柱壳冲击响应的影响

为了研究潜艇结构在水下爆炸作用下的响应特点和潜艇结构参数变化对其冲击响应的影响,该文在大型有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA环境中仿照潜艇结构设计了一个双层圆柱壳体,并对其在相同冲击因子、不同结构参数下的冲击环境进行仿真.以冲击加速度为主要数据,分析了改变内壳板厚、外壳板厚、肋骨尺寸、肋骨间距等结构参数对冲击响应的影响.通过引入各种无量纲化结构参数,得到了双层圆柱壳结构有利于抗冲击的结构参数取值范围,对潜艇抗冲击设计有参考价值.     

水面舰船的冲击环境与相关参数分析

对水面舰船的冲击环境研究是考核舰船生命力问题的重要组成部分.结合大型有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对某3种不同的排水量、不同类型的水面舰船进行了数值实验研究,分析了不同水下非接触爆炸时,水面舰船船底结构冲击加速度峰值随排水量等参数变化的趋势,为水面舰船生命力评估提供了一种便捷的输入冲击环境.通过数据分析表明:水面舰船底部冲击加速度峰值与排水量、水线面有效承载面积.药包重量、爆心距船体外表面最短距离等参数有关.在对水面舰船冲击环境进行数值分析时,可以参照水面舰船的相关参数合理给出加速度的变化趋势,为舰船抗爆抗冲击分析提供一定的基础.     

厚壁球冠结构焊接变形及残余应力数值实验研究

潜艇球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形及残余应力是关系到潜艇安全的重要指标．为了保证焊接构件的可靠性，准确推断潜艇球面艏端隔壁构件焊接过程中的力学行为，有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形及残余应力进行数值实验分析．该文在大型有限元软件ANSYS的基础上，开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟；并将模拟结果与相关的理论值及实验值进行对比分析．对比结果表明，数值实验结果与理论结果基本吻合，可以满足工程要求．在此基础上，对厚壁球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了球冠结构焊接时的变形及残余应力的变化规律，为结构的加工工艺提供了可靠的依据．     

水下爆炸冲击载荷作用下潜艇冲击环境仿真研究

以某潜艇的基本结构图为基础,建立三维有限元模型,对潜艇结构的冲击环境进行数值实验研究.潜艇的冲击环境是考核潜艇生命力问题的关键.文中利用大型结构分析软件ANSYS/LS-DYNA计算了艇体在不同的炸药当量、不同的起爆位置时的冲击环境,分析了潜艇艇体结构在不同的工况下的冲击响应.通过对潜艇在遭受典型武器攻击后的冲击环境和冲击因子的研究,给出了加速度峰值在潜艇不同部位的分布规律.数据分析表明:潜艇结构的冲击响应峰值在潜艇的不同部位有着不同的趋势,非耐压壳体和耐压壳体之间的各类液舱起到了相当于防爆水舱的作用,使潜艇的冲击环境得到了改善.这对潜艇的抗爆抗冲击性能研究具有一定的参考价值.     

加筋板结构后极限强度行为影响参数研究

为使船体结构的安全性设计得到有效技术支撑,通过ABAQUS有限元软件,对面内压力作用下的加筋板结构进行响应分析,得出加筋板结构在达到极限强度之后的载荷-位移关系曲线,即后极限强度行为.探讨了板厚、材料硬化率、边界条件以及初始缺陷等影响船体加筋板结构受损之后承载能力的重要参数.结果表明:加强筋数量的增加对于提高加筋板结构在给定变形下的承载能力有利,板厚的增加并不能有效改善结构受损后的承载能力.