复合材料螺旋桨强度评估方法研究

为实现对复合材料螺旋桨强度进行准确的评估,本文基于Hashin强度准则对特定铺层的螺旋桨在设计工况水动力载荷下进行强度评估;鉴于模拟螺旋桨所受水动力载荷具有很大的局限性,开展等效集中力研究;静强度试验表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好,各测点处应变均呈线性增长,有效佐证了强度评估方法的可靠性。     

复合材料螺旋桨强度评估方法研究

为实现对复合材料螺旋桨强度进行准确的评估,本文基于Hashin强度准则对特定铺层的螺旋桨在设计工况水动力载荷下进行强度评估;鉴于模拟螺旋桨所受水动力载荷具有很大的局限性,开展等效集中力研究;静强度试验表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好,各测点处应变均呈线性增长,有效佐证了强度评估方法的可靠性。     

水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估

为开展水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估研究,首先采用ANSYS/CFD计算螺旋桨流体模型在设计工况下的水动力载荷,并基于ABAQUS软件通过编码INP文件将水动力载荷施加于螺旋桨结构强度模型上;然后基于Hashin失效准则,分析不同铺层角下螺旋桨可能出现的失效模式,进行复合材料螺旋桨结构强度的评估分析; 最后, 依据应力等效原则, 将水动压力载荷等效为集中载荷,开展模型桨静强度试验和仿真计算。结果显示: 仿真计算结果与试验结果吻合良好, 最大误差在9%以内, 验证了复合材料螺旋桨强度评估方法的可靠性。     

复合材料层合板螺栓连接接头极限强度分析

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。     

舰船结构强度评估方法

生存能力是舰船设计中要考虑一个重要因素,因主结构有破损的可能性,从而导致特殊的结构设计方案。对给定威胁目标造成的破损计算的基础是实用有效的,舰船完整状态和破损状态下的极限强度计算工具也是有效的,计算结果是一致的。可以应用两种方法来测定舰船因作战损坏造成的适航性下降。上述结果可在设计中进行考虑,并作为必要的改进。为了防止舰船与敌人遭遇后基本结构部件发生大变形或破坏,因总纵强度丧失而造成灾难发生事故,     

船体结构剩余强度评估方法研究

在设计阶段对船体可能发生的破损情况和剩余强度进行分析。根据分析结果优化结构设计,可以有效地提高船舶破损后的生存概率。以某双壳油船为例,采用SMITH法和非线性有限元法,计算破损后船体的剩余承载能力,比较2种计算方法的计算原理和结果。采用规范计算和直接预报的方式对船体破损后的波浪载荷进行预报。采用确定性方法和可靠性方法对破损船船体结构剩余强度进行评估,给出了实际应用中的使用建议。     

减摇鳍结构强度设计准则探讨

讨论三类失效准则和两类安全系数选取方法.以减摇鳍鳍轴为例,在分析其载荷特点的基础上,结合国内外相关标准,就强度设计准则进行探讨,并建立了一个基于设计经验的强度准则以作参考.     

夹芯复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究

潜艇的声隐身问题一直是研究的热点,各种新的声学材料和结构不断涌现。首先对复合材料在潜艇声隐身结构中的应用情况进行了分析,对其材料、结构形式、作用效果等方面进行了详细阐述,提出了夹芯吸声复合材料作为水下声隐身结构的发展趋势。然后利用数值计算的方法,对夹芯复合材料的声学性能进行了分析,得到了夹芯复合材料各层材料参数,如厚度、声特性阻抗和损耗等对声学性能的影响规律。最后,评估了典型局部结构壳板应用夹芯复合材料后的力学性能和声隐身性能。结果表明,潜艇非耐压结构的壳板采用夹芯复合材料可以满足结构的力学要求,与钢结构相比声隐身能力得到提高。     

船体结构强度评估软件系统

克雷洛夫中央研究院和俄罗斯海运船舶登记局开发了一套电子版的软件系统，其实质是以重新确定的强度规范方法为基础，分析、校验已设计的和使用中船舶的强度、疲劳及强度储备，对在不同的营运和最大总装载条件下的标准进行精确划分，具有强度规范新准则的特点。在第一种情况下，考虑结构构件的实际设计情况，计算过程用来保证结构所需的疲劳强度储务。结构在不同静态载荷下的受力状态分析，是用理论化的板－梁模型借助有限元法进行的。结构在最大设计载荷作用下的局部强度评估，是考虑结构材料塑性变形的储备后，基于极限状态理论给出的。这套新近研制的关于强度、疲劳和强度储备的验证软件，建立在模块化原理基础上，它包括解决各个独立问题的不同模块。计算是通过使用不同的模块组合实现的。     

夹芯结构的疲劳裂纹损伤扩展研究

本文以夹芯复合材料板的疲劳试验为基础,结合裂纹探测技术对疲劳裂纹扩展及累积损伤过程进行了检测,实现了全寿期内裂纹发生、扩展直至最终破坏的整个疲劳累积失效过程的追踪。基于累积损伤追踪过程的数据规律,提出了适用于夹芯复合材料结构疲劳渐变累积损伤过程的材料性能渐降模型,建立了以剩余刚度为表征参量的复合材料结构的疲劳累积损伤状态量D的失效准则,最后推导了夹芯复合材料板在面内弯曲受载路径下,结构疲劳寿命的预测力学模型。     

小水线面双体船减摇鳍的疲劳强度分析

针对某大型小水线面双体船两种连接方式的减摇鳍,即轴连接式和插入式减摇鳍,分别建立有限元模型,计算应力响应传递函数,确定减摇鳍疲劳累积损伤度,并对比两种类型减摇鳍的损伤结果特性。结果表明:减摇鳍与小水线面双体船下潜体相交各个部位热点应力较大,容易产生疲劳问题,且轴连接式减摇鳍的疲劳损伤比插入式的略为严重大,在设计和建造时应对这些部位重点关注。     

船体结构屈曲强度评估方法的规范研究及应用

论述了船舶结构规范中应用的结构屈曲强度评估方法的规范,如二维屈曲规范指定性要求,三维有限元模型中高级屈曲方法及其技术发展等。对其中的高级屈曲方法中的两种不同方法论的技术背景,包括理论基础和实际应用情况做了阐述,并对其中的非线性有限元加筋板格极限强度分析工作做了阐述,及时掌握目前国际领域新技术新标准发展信息。     

基于水动力—结构模型的VLGC强度和疲劳分析

超大型全冷式液化气船（VLGC）是国际上公认的设计及建造技术难度最大的船型之一,VLGC波浪载荷是船舶设计计算分析的重要载荷,准确的评估波浪载荷对船舶强度的设计非常重要。论文从DNV先进的水动力计算软件HydroD对VLGC船满载和压载工况下的波浪载荷进行了计算,得到了VLGC船相应工况下的运动响应和短期预报、长期预报值,并把计算出的波浪载荷传递到全船结构有限元结构模型中,加载分析得到了VLGC船的应力分布,对相应地方做了适当改进和加强,并对典型节点进行疲劳强度分析,得到了典型节点的疲劳寿命。对VLGC船整个波浪载荷传递到有限元模型的这一套流程做了分析和研究,也为进一步应用水动力方法计算其它船型的结构强度和疲劳寿命打下了良好的基础。     

无舱盖集装箱船货舱强度研究

无盖集装箱船在货舱满载工况下的货舱强度是这种新型船舶结构设计的关键，本文通过１０００箱无舱盖集装箱船货舱强度的研究表明，只要考虑到这种船舶的受力特点，通过精心设计计算，无舱盖集装箱船的货舱结构是能满足强度要求的。就结构而言，设计和制造这种无舱盖集装箱无特别的困难。     

小水线面双体船下潜体局部强度分析研究

本文针对小水线面双体船特有的下潜体结构,运用MSC.Patran软件建立下潜体有限元模型,参考英国劳氏船级社特种船规范中的设计载荷,对下潜体典型部位三舱段模型进行计算分析,并考虑了破损工况下的下潜体局部强度问题。计算结果表明,下潜体各舱室破损状态下的应力比健康状态下大,且下潜体船艏和艉部目标舱的应力比舯部略大,各目标舱中强扶强材、纵桁、横框架和横舱壁是应力较大的结构,在设计和建造时应重点考虑。     

不同腐蚀修正方式对LNG船疲劳强度评估的影响

船舶航行于江河湖海且装载各种货物,这决定了其构件常常承受交变载荷和腐蚀环境的共同作用,进行疲劳强度评估时必须对腐蚀介质的影响加以考虑。依据中国船级社2013年版《船体结构强度指南》,对某LNG船底边舱折角的节点疲劳强度进行了计算,分别采用腐蚀修正系数,腐蚀条件下S-N曲线和扣除腐蚀余量等三种修正方式来考虑腐蚀对疲劳强度评估的影响。研究表明,采用腐蚀条件下S-N曲线方法校核最为苛刻,扣除腐蚀余量1.5mm的结果和腐蚀修正系数1.08的结果接近。     

CCS船体结构板格屈曲强度直接计算评估方法

介绍了中国船级社(CCS)有关指南文件中船体结构屈曲强度校核的直接计算方法,并与国外船级社的计算法作了比较。另外,还介绍了开发的相应应用软件系统。     

基于PCL的散货船直接强度评估系统开发

以MSC/Patran为平台,应用PCL语言开发交互式的散货船强度评估系统。该系统包括参数化建模、载荷计算、施加载荷和结果分析等功能模块,初步实现散货船强度评估的自动化。以实船算例的对比分析验证系统的实用性以及工程有效性,表明该系统可显著提高散货船强度分析的工作效率。     

基于结构性能快速评估的舰船碰撞损伤剩余强度分析

从舰船结构强度分析领域的实际工程需要出发,指出舰船结构性能快速评估的作用与意义,结合多种计算机辅助结构设计软件,探讨基于数值仿真的舰船结构性能快速评估方法,同时搭建初步的快速评估系统框架.舰船结构碰撞损伤实例分析表明,该快速评估系统可以同步快速分析各种碰撞损伤以及对应损伤状态下的结构剩余强度,体现出基于结构性能快速评估...     

FPSO延寿疲劳评估和疲劳寿命改善设计

以“南海胜利”FPSO原作业区的第三次延寿项目为研究对象，对纵骨与横舱壁、横向强框的连接节点，舱内桁材大肘板趾端节点，模块支墩与主甲板连接处的肘板趾端节点，以及与内转塔装置连接处的结构节点，分别采用了简化疲劳方法、热点应力法及谱疲劳分析法，对不同部位节点进行疲劳评估，并针对疲劳高危节点，通过合理的结构形式改造，进行结构的疲劳寿命改善设计。本文旨在探索疲劳评估方法与寿命改善设计在FPSO延寿改造中的应用。