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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    • 基于改进蚁群算法的邮船舱室模块移运路径规划

      王炬成,赵学涛

      2024(01):1-7, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2024.01.20240101

      摘要:

      针对大型邮船舱室模块运输过程中存在的移运路线长、路线混乱、舱室模块易与障碍物发生碰撞等问题,提出应用加入动态搜索模型的蚁群算法对邮船舱室模块进行路线规划,为运输舱室模块提供清晰、便捷的移运路线。对主竖区的障碍物进行分析,建立模拟实际工况的栅格地图,采用改进蚁群算法寻找移运路径。对不同位置所经过的栅格地图和蚁群数量进行动态调整。采用模拟退火算法寻找蚁群算法的参数。采用离散点分析确定移运路径的主、支通道。仿真试验结果表明,应用改进蚁群算法建立主、支通道进行舱室移运模块可有效提高舱室模块的运输效率。

    • 含起重设备的船舶上层建筑吊装强度有限元分析

      张帅,罗广恩,郑新招,柴莹

      2024(01):8-13, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2024.01.20240102

      摘要:

      为准确计算船舶上层建筑吊装强度,采用MSC.Patran和MSC Nastran软件对175 000 t散货船上层建筑吊装建立整体结构有限元模型。采用含起重设备的有限元分析法计算上层建筑在吊装过程中的结构响应,并与直接约束法和惯性释放法进行对比分析,比较3种有限元分析法计算得到的应力、变形和吊点支反力情况,分析含起重设备的有限元分析法的准确性。结果表明,含起重设备的有限元分析法可对结构的应力、变形和吊点支反力进行较为准确的计算,优于直接约束法和惯性释放法。含起重设备的有限元分析法对船舶上层建筑吊装强度和吊装方案的评估具有一定的工程价值。

    • FPSO主甲板冷却水管路系统的加速度载荷应力分析

      王震,窦培林,袁洪涛,陈慧敏

      2024(01):14-18, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2024.01.20240103

      摘要:

      借助船级社规范与MATLAB软件,开发可提取浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)管道任意位置处加速度的程序,以便更好地对FPSO主甲板冷却水管路系统进行应力分析。将该系统任意位置处实际加速度值和FPSO船体重心处加速度值以均布载荷形式分别施加至管道上,利用CAESARⅡ软件分析在满载工况条件下该系统的应力变化。结果表明,在FPSO满载工况条件下,采用重心处加速度值得到的结果相较于其自身实际加速度值的作用结果会出现应力冗余和应力不足的情况,例如节点50应力增加1.01%,而节点2570应力减小0.19%。

    • 基于物联网的无人水面艇航行状态监测系统设计

      温小飞,王广哲,周枫,李同兰

      2024(01):19-27, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2024.01.20240104

      摘要:

      针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计一套USV航行状态监测系统。以物联网(Internet of Things,IoT)3层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案。以多源传感器和STM32微控制器作为感知层,以远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)网关及LoRa终端作为数据远程传输途径,以传输控制协议(TCP)作为数据远程传输协议,以云平台作为系统应用层,实现数据采集、传输和应用功能。基于监测系统要求,在应用层设置阈值实现航行状态预警功能。对系统功能及性能进行测试,结果表明,系统横、纵摇精度为±0.02° RMS,风速为(0.2±0.03) m/s,风向为±2.5°,所有监测参数技术指标均符合要求,且丢包率在通信距离小于1.4 km时为1.5%,较传统方法降低约22%。该系统可为进一步完善USV航行状态监测提供技术支持。

    • 半潜式平台关键结构选取及疲劳寿命计算

      刘明琛,窦培林,刘梦鸽,赵佳怡,张文

      2024(01):28-34, DOI: 10.12225/j.issn.1000-3878.2024.01.20240105

      摘要:

      以南海某半潜式平台为研究对象,基于SESAM软件建立有限元模型,计算平台整体结构强度,筛选应力集中区域作为疲劳计算的关键区域。选取截面特征载荷,计算剖面载荷处的运动响应和长期预报幅值。在GeniE模块中,采用SET分组的形式建立局部模型代替Submod模块使用的子模型计算,并对关键区域细化网格。在Stofat模块中计算节点处的疲劳损伤,根据S-N曲线计算疲劳寿命。结果表明,在平台关键区域1和区域2的节点疲劳损伤较大、寿命较短。因此,在半潜式平台服役期间,需要对关键结构部位进行定期检修和维护,以保证平台可正常运营。

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    • Mark III型货物围护系统粘连作业综合优化方法分析

      张颖, 汪东超, 熊炳旭, 杨敏, 黄荣纲, 刘沛然, 杨永

       DOI:

      摘要:

      本研究深入探讨了Mark III薄膜型LNG运输船货物围护系统中次屏壁粘连作业的综合优化方法。针对影响作业效率的关键粘连长度因素进行了详细计算和分析,并全面考虑了人力资源配置、设备成本以及粘连质量等多个重要因素。研究的目的是全面评估手工粘连和自动粘连两种方法在不同应用场景下的适用性和效率。通过构建的方法论框架,为工程师在实际操作中选择最适宜的粘连方法提供了一种有效的决策工具,旨在提高作业效率和质量,同时兼顾成本效益。本研究成果不仅为Mark III型LNG运输船的建造提供了技术指导,也为提高LNG运输船建造领域的整体效率和安全性作出了贡献。

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    • 海上风机吊装系统的动力响应研究

      杨薛亮, 陈光俊

       DOI:

      摘要:

      随着全球对清洁能源的迫切需求,海上风电作为可再生能源的重要来源备受瞩目。在海上风机吊装作业过程中,波浪、风和流的载荷因素对海上风机吊装系统的动态影响较大。为能够更好的探索吊装过程中环境载荷对整个吊装系统的动态响应,本文用Rhino建立3600吨全回转起重船与吊装设备的数值计算简化模型,使用基于三维势流理论的海洋工程软件AQWA,设置两端式悬链线系泊系统,研究环境载荷对风机吊装系统的动态响应。结果显示,起重船在顺浪或迎浪下应避免在最大运动响应所对应的波浪频率范围下作业,确保作业时的安全与稳定。本文研究成果对于全回转起重船在海上吊装作业起到一定的参考与指导意义。

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    • 导管架裙桩套筒吊装分析

      薛程方

       DOI:

      摘要:

      为了能将裙装套筒安全、高质量、高效率地进行总装,以某深水导管架A项目为例进行研究,对裙桩套筒吊装整体强度、吊点处进行分析计算,同时对吊机的摘钩条件进行分析,论证吊装的可行性。其中利用了有限元分析SACS软件对整体结构强度进行分析,各项结果均在安全许用值以下,以及对焊点反力进行提取,确定某个节点的焊接量要重点关注,同时利用力学分析对吊点处进行核算,各项结果均在安全许用值以下。证明了此类吊装分析方法是安全高效的,具有参考性价值。

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    • 基于CFD的船舶机舱主风道通风数值模拟

      蔡建林, 顾晓波

       DOI:

      摘要:

      船舶机舱主风道内部设置有多层开口板,严重影响主风道的通风性能。基于计算流体力学(CFD)对设置不同开口板型的主风道进行通风数值模拟,分析了气流在内部障碍情况下的运动特性。结果显示:出风口离供风口较远,需要远距离供风的情况下,设置导流型开口板,可以使远端出风口获得更大的风量;需要离供风口近的出风口风速较大的情况下,采用拓扑优化型开口板和原始型开口板比导流型开口板获得更好的效果;同一供风条件下,拓扑优化型各方面表现均优于原始型。

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    • 基于AM软件模型可视化的舱室涂装面积计算

      朱安庆, 靳鸿琛, 赵旭

       DOI:

      摘要:

      为提升船舶涂装数字化应用,满足舱室涂装面积精度要求,缩短设计时间,基于AVEVA Marine软件提供的二次开发功能,运用C#高级编程语言和面积计算方法,在涂装设计阶段实现不同舱室涂装模型可视化,提升软件的交互性;利用可视化模型计算有效面积,实现更加快速、精准的涂装面积计算功能。通过船舶数字化设计应用,减少人工工作量,提升涂装设计工作效率和后续涂料的准确性。

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    • 基于CA-DenseNet的 邮轮薄板焊缝缺陷识别模型

      黎林发, 王岳

       DOI:

      摘要:

      在邮轮建造中,大量使用了厚度为4-8mm的薄板。这些薄板焊缝由于熔深、熔宽相对较小,母材与焊缝区域差异性小,焊接表面缺陷较难判别。为此,提出了一种以深度学习DenseNet网络为核心的焊缝缺陷识别算法。为了更加准确的定位焊缝位置,将注意力机制模块CA(Coordinate Attention)融入到DenseNet网络,并将网络中ReLu激活函数替换为更具稳定性的ReLu6,利用贝叶斯优化算法对CA-DenseNet网络的超参数组合进行优化及选取。通过在焊接车间利用相机采集邮轮薄板焊缝RGB图片自建立薄板焊缝缺陷数据集,以焊缝缺陷类型分类为毛刺、凹陷、气孔、表面裂纹、无缺陷五个类别,经过数据增强处理共24207张焊缝图片。通过实验证明此模型对邮轮薄板焊缝缺陷识别有优异表现。在测试集中取得准确率97.96%,相较于原DenseNet模型准确率提升8.93%。

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    • FPSO上部模块总装垫墩的强度校核研究

      王晓凯

       DOI:

      摘要:

      总装垫墩是FPSO上部模块在整个建造过程中的重要支撑构件,总装垫墩设置在模块的组合梁下翼缘与场地之间,承受着建造及调试过程中的各种荷载,其成功设计对于模块建造的安全发挥着极其关键的作用。基于某大型FPSO建造项目的详细设计资料,首先使用SACS软件计算得到某FPSO上部模块各轴线位置处的预期支反力,后续将其作为参考值对总装垫墩承载能力是否能够满足需求进行校核;采用ANSYS有限元软件进行建模计算分析,得到不同类型的总装垫墩在许用应力允许范围之内的最大承载能力,并与预期支反力进行对比分析。结果表明:两种不同类型的总装垫墩的承载能力均能满足建造阶段使用要求,同时对地压力也均在地基承载力的允许范围之内。

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    • 3300TEU集装箱船下水计算与工艺设计分析

      伍平平

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      摘要:

      集装箱船线型尖瘦,在斜船台滑道下水过程中存在一定安全隐患。本文以3300TEU集装箱船为例,结合船舶下水状态、船体线形特征,研究了集装箱船纵向下水计算方法,明确了横梁、滑板、钢珠等下水工装的设计布置,对重要的工装进行强度校核分析,确保船舶安全平稳下水,为类似尖瘦船型船台下水计算与工艺设计提供参考。

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    • 基于Aveva Marine的船舶内舾装一体化设计与二次开发

      张颖

       DOI:

      摘要:

      基于Aveva Marine设计平台,提出适用于船舶内舾装一体化设计思路。通过.Net与PML二次开发技术开发相应的内舾装一体化设计系统,实现内舾装设计从初步设计、详细设计、生产设计阶段的数据传递、共享和管理。以三维模型为载体,对详细设计与生产设计进行无缝衔接,实现数据管理、高效建模、一键出图集成于一体的内舾装设计建造模式。系统已应用到实际工程中,有效提升了船舶内舾装设计的效率和质量。

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    • 3500t自航自升式海上风电安装平台总体设计

      晁世方, 董美余, 陈卫华, 刘建鹏

       DOI:

      摘要:

      介绍一型3500t自航自升式海上风电安装平台总体方案设计及布置特点,围绕风电施工工艺需求确定主要设备性能参数,重点介绍起重机、升降系统设计和布置方面的创新内容,依据最新生效的海事局法规和船级社规范要求进行防火划分、逃生路线设计,以期为同类型风电安装平台的总体设计提供借鉴。

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    • 船用C型LNG储罐横倾状态下结构强度分析校核

      温小飞, 王虎强, 汪家政, 李川江, 刘赟德

       DOI:

      摘要:

      针对船用C型LNG储罐在横倾工况下的各部件结构强度问题,以18m3 船用C型LNG储罐为例,应用SolidWorks建模,Ansys仿真软件建立了有限元分析模型,并参照CCS规范,设定了横倾工况相应的载荷边界条件并进行仿真计算,具体分析了罐体应力集中区域,并评估了横倾工况不同度数下储罐各部件的应力强度。结果表明:罐体应力强度最大值出现在内罐体封头处,并且各个部件的应力强度均在许用值内,为相关船舶LNG燃料储罐结构设计提供参考。

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    • 某新型海上休闲平台系泊分析

      王林, 丁琳, 李路遥

       DOI:

      摘要:

      基于三维势流理论、有限水深格林函数和耦合动力学分析方法,针对某新型海上休闲平台开展了水动力分析。对比平台位于水深20至50米及300深水时的RAO,获得平台在浅水环境中的固有特性和波浪响应。计入风、浪、流的联合作用,设计三种系泊方案进行时域耦合分析,通过对比系泊张力、触底和气隙分析,选择较优的系泊方案。本文研究分析结果对浅水区浮式平台系泊设计具有一定的借鉴意义。

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    • 邮轮典型舱室噪声控制的模型试验研究

      曾震宇

       DOI:

      摘要:

      噪声影响邮轮的舒适性,降噪技术是控制噪声的有效方法。邮轮舱室模型试验研究了降噪技术的成效。以真实邮轮舱室为对象,建立了完整的二层二居舱室的邮轮模型。设计了两种降噪技术:粘弹性阻尼+钢片、和粘弹性阻尼+钢片+矿物棉组合型及对应的敷设工艺。依据规范测量了噪声试验模型的舱室和走廊的隔声量。结果表明采用的阻尼型、和阻尼型+矿物棉组合的舱室噪声均达到了规范45dB以下的要求,且隔声量在频率高于160Hz以均达到了30 dB以上,表明了所采用的阻尼型和阻尼+矿物棉组合型材料和敷设工艺在邮轮舱室噪声控制中的适用性。

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    • 船舶小组立特征柔性测量系统

      刘鑫宇, 王跃, 武茂浦, 习俊通, 朱彤

       DOI:

      摘要:

      传统的船舶小组立零件上特征测量多采用人工测量,该方法精度低较大程度依赖于测量人员的测量方法,同时不便于数据的记录,这种低精度低效率的测量方式不符合数字化造船的理念。本文提出一种视觉测量系统,该系统由嵌入式线激光传感器与小组立焊接机器人组成。在测量特征时随着焊接机器人带动传感器到被测特征上方,对特征进行扫描并计算出特征的尺寸。该系统适用于小组立工件中各类特征的测量,并且对工件的摆放姿态无任何要求。为了验证该系统的可行性及精度,面向小组立中的圆槽孔特征。分别在实验室用小尺寸标准件测量以及在船厂现场搭建环境用实际工件进行测量,实验表明该方法测量标准件时尺寸误差小于0.05mm,重复性精度高于0.02mm;在现场测量时,长宽测量重复精度2mm,位置度测量精度3mm,该测量系统能够满足船舶现场的加工制造精度,同时能够减少人工参与提升检测效率。

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    • 专用滚装通道模块化改装技术分析

      侯德谊, 于东权, 徐成喜, 何欢

       DOI:

      摘要:

      基于模块化的定义及模块化的设计思路和方法,分别提出了滚装通道系统的模块功能分析与分解、模块化器材库构建、模块组合化运用,根据GJB中对滚装通道系统的强度要求,给出了滚装系统的跳板、端铰链相关的模块化设计结构尺寸,在接口系统中主要对钢丝绳系统、绑扎系统的模块化设计进行了分析,结合在滚装系统自身结构尺寸确定后与主船体的接口系统可以给出相关的设计方案。

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    • 双铺管系统协同作业方案设计

      戴钰金

       DOI:

      摘要:

      设计了一套新型的铺管船设计方案,将S型和J型铺管系统同时布置在同一艘船舶上。通过合理化的空间布置,使得两型铺管系统可以共享同一套管段预制线、共享同一套弃置回收系统,实现了同一艘铺管船舶既可以在托管架辅助下实现S型铺管作业,又可以实现J型铺管作业。在同一海管铺设项目中,以往需要多条铺管船协同作业才能完成的任务,现在仅使用一条铺管船舶就能完成相关的铺管及水下设施安装任务。 关键词:

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    • 新型深海风电桩基安装用导向架设计研究

      王林, 王亚飞

       DOI:

      摘要:

      目前国内先桩法四桩导向架可进行水深30米以内桩基施工作业,为解决水深45米以内风电桩基施工的问题,本文设计研发一种“深海风电桩基安装用高效水下导向架”。该装备的研发采用有限元法与实验相结合的方法,从结构强度与稳定性、打桩精度与高效性方面对导向架进行了综合研究。通过此技术突破,可以有效解决45米以内深水打桩作业可靠性差、精度低等问题,大大提高桩基施工作业速度和作业质量。

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    • 基于STAR-CCM+双体船水动力性能研究

      丁垤涛

       DOI:

      摘要:

      双体船的水动力性能对其航行速度和续航能力有着至关重要的影响,因此对双体船水动力性能进行研究具有重要意义。基于STAR-CCM+数值仿真软件,首先通过网格无关性和时间步长无关性对计算方法进行数值方法的验证,证明数值计算结果的准确性;接着通过对不同片体间距、片体形态以及斜航角度等不同工况进行数值计算,分析其水动力性能。计算结果表明:双体船直航时,在k/L=0.2、Fr=0.4的工况下阻力与其他同一航速的工况相比有明显的骤升现象,且总阻力系数达到最大值14.56*10-3;片体外旋转2°时,阻力与其他旋转角度相比阻力值最小。研究发现,该双体船无论是在直航还是斜航的情况下,总阻力系数都呈现先上升后下降的趋势,说明该船型在高速航行状态下具有一定的优越性。

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    • 船舶燃料稳压过滤供油系统的设计

      孙毅良

       DOI:

      摘要:

      本文介绍了一种船舶燃料稳压过滤供油系统设计,该系统旨在安全地提供清洁、稳定的燃料。通过对船舶燃料油供应系统的研究,设计了一种具有稳压过滤作用的船舶燃料油供应系统,包括舱体、储油罐、主输出管、加注管、加注检修口、排渣口等部件。该系统能够在舱体内部实现压力调控,保证供油压力的稳定,具有稳定燃料压力和过滤杂质的作用,并通过过滤作用去除燃料中的杂质,以少杂质进入抽吸管和输出管中。采用该系统可以有效地提高船舶燃料的供应质量,提高船舶运行效率和安全性,具有很高的实际应用价值。

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    • 我国风帆助推船舶发展SWOT分析与展望

      杜尊峰, 杨源, 田晓宇, 李磊, 关念

       DOI:

      摘要:

      随着国际海事组织对船舶能效设计指数的进一步要求,绿色船舶成为未来发展的主流。其中,风能作为公认的清洁可再生能源,在人类航海史上曾经起过不可替代的作用。为进一步推动风帆助推船舶的应用,建立和保持我国在风帆助推船舶领域国际前沿和领先的技术能力,针对国内外风帆助推船舶发展的现状与特点,结合技术性能、节能减排、营运经济和安全管理四项一级指标展开风帆助推船舶发展对标分析。总结国内外风帆助推船舶行业发展的差异性。在此基础上重点阐述我国风帆助推船舶发展SWOT分析,从规范制定、技术创新、合作交流等方面总结发展展望。

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    • 自升式钻井平台锚机基座结构强度分析

      夏敬停, 刘燕

       DOI:

      摘要:

      自升式钻井平台是海洋油气勘探开发的主流装备之一。本文通过JU2000E型自升式钻井平台锚机基座结构加强分析案例,介绍了有限元建模方法及细节,并进行分析校核,确保其强度满足船级社规范要求,也为后续结构加强及优化设计提供了方向。本文介绍的方法也可为其它机械设备的船体结构强度分析提供参考。

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    • 基于CFD的绞吸式挖泥船风流载荷分析

      刘凡

       DOI:

      摘要:

      绞吸式挖泥船是在漂浮状态下进行作业,作业过程受载荷影响比较明显。针对绞吸式挖泥船在工作中受到载荷的复杂特点,以某绞吸式挖泥船为研究对象,采用CFD数值模拟对绞吸式挖泥船风载荷、流载荷进行分析,得到无因次的风载荷系数和流载荷系数,总结了绞吸式挖泥船风载荷和流载荷的规律。本文CFD数值模拟是在网格无关性验证基础上进行的,具有一定的可信度,本文工作可为绞吸式挖泥船系泊分析、作业过程安全性分析提供一定参考。

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    • 基于fluent船用燃气轮机箱体冷却结构优化设计

      尹思杰

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      摘要:

      运用FLUENT软件对燃气轮机箱装体进行数值模拟,得到其箱装体内部的气流分布以及箱体壁面温度过高的缺陷,故在此基础上从两个方面对燃气轮机进行冷却结构优化,在箱装体内部设置分支结构来改善气流流向,在外部设置排气引射装置来冷却箱体并减少能耗,后通过对喷嘴进行后缘开缝处理增加其引射效率,以此解决箱装体内部温度过高的问题。结果表明分支结构可以很好的改善箱体内部流场分布,对于箱体冷却作用十分明显;当以排气引射器喷嘴处流动气流为动力源时,引射效率为31.9%时,对于箱体冷却起到一定作用,但还无法达到底板的冷却要求;当对喷嘴采用后缘开缝(6缝)时,其引射效率可达41.2%,满足底板的冷却要求。

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    • 15万吨级穿梭油轮结构减重设计与能效指数影响评估

      许东方, 苏宇, 叶步永

       DOI:

      摘要:

      本文提出了一种能够有效减低船体空船重量的设计方案,并且评估了船体减重对EEDI指数的影响。基于15万吨级穿梭油轮货油舱高速透气阀压力的设计条件,通过适当地调整船板材料强度等级和结构尺寸参数等有效降低了货舱区的结构重量。同时,通过建立3舱段数值模型评估了设计船型的安全性,并进一步考察了船体重量减轻对EEDI的影响。结果表明:15万吨级穿梭油轮设计船型的空船重量对比母型船减重约1464吨;设计船型将减重空间用于增加货物载重量可将EEDI指数从3.06 g-CO2/ton.mile减小到3.03 g-CO2/ton.mile(降低了约1.0%)。本文的穿梭油轮结构减重方案与可靠性的评估方法可为同类型船舶的设计与开发提供参考。

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    • 海上平台原油发电机组排烟综合治理技术应用研究

      马金喜

       DOI:

      摘要:

      随着我国海洋环境保护相关规范的进一步加强,油田开发将绿色环保、节能减排的理念始终贯穿于前期研究的全过程。为改善海上平台的生活作业环境,研究应用湿式水洗脱硫除尘技术,同时优化后处理系统设计方案,包括采取烟管垂直布置、优化燃油处理系统,控制燃油含水率、控制机组运行负荷率的综合治理技术,有利于降低原油发电机组的硫化物和固体颗粒物排放浓度,减轻环境影响,同时形成海上平台原油发电机组排烟综合治理技术储备,促进实现油田绿色开发可持续性发展。

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    • 基于船舶横向进坞的新型浮船坞的设计与应用

      邓艳新, 乔勇, 卫雪丽

       DOI:

      摘要:

      基于常规浮船坞一般为固定坞墙设计型式,在码头通过沉浮方式来实现船舶进坞的现状,提出一种横向进坞方式的新型浮船坞。通过将浮船坞一舷坞墙设计成可拆式活动坞墙,活动坞墙通过内、外两侧销轴式固定装置与浮箱甲板连接固定;并通过活动坞墙密封圈,使活动坞墙与浮箱压载井联通形成整体压载舱;同时在浮箱甲板坞宽方向铺设方钢轨道,当浮船坞通过刚性系泊系统整体系固后,将活动坞墙吊离,搭载轨道连接梁,使浮箱甲板轨道与码头轨道对位连接,通过引船小车牵引实现船舶横向移动进坞。该设计方案浮船坞已交付投入使用,横向上船的设计功能得到了实际操作验证。结果证明该横向上船的设计方案是有效可行的,可为此类横向上船方式设计提供参考价值。

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    • 薄板车间工业数据治理与可视化应用

      董家琛

       DOI:

      摘要:

      随着智能制造在船舶企业的广泛应用,国内某大型船厂的薄板车间作为全国最先进的船舶分段制造车间之一,其生产数据量也随时间不断增加,为薄板车间的数据治理带来了越来越严峻的挑战。本文基于边缘侧计算、工艺数据可视化和交互式报表等技术,提出了一种薄板车间工业数据治理与可视化应用方案。该方案的应用能够有效地提高数据质量和生产效率,为智能制造的发展提供了有力的支持。

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    • 基于改进遗传算法的舾装件托盘多载具协同拣选方法

      张帆, 郑贤勇, 徐靖, 周磊

       DOI:

      摘要:

      为提升舾装件托盘的拣选效率,本研究建立了拣选过程的数学模型,并提出了基于改进的遗传算法的舾装件托盘多载具协同拣选方法。针对标准遗传算法流程与实际拣选过程的差异,本文改进了其初始化过程及染色体交叉方式,并对变异过程做了更贴近实际生产的修改。针对标准遗传算法难以得到全局最优解的问题,本文采用了变邻域搜素策略来降低陷入局部最优解的可能性。最后,通过实例计算验证了该算法的有效性,可以优化传统托盘拣选方法。

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    • 基于数字孪生的管加生产线柔性管控系统

      曹荣祥

       DOI:

      摘要:

      针对现有船舶管件生产管理、调试、产线柔性管控等方面的不足,围绕船舶管件加工,利用数字孪生技术,进行船舶管加产线虚拟模型构建、虚实产线同步行为设计、虚实产线交互接口设计、信息分析、产线柔性管控等内容研究。实现基于数字孪生的产线任务仿真评估、虚拟调试、产线同步运行分析、产线柔性管控等。研究成果已在船厂试用推广,实现船舶管加生产线自动生产、远程管控等,大幅度减少车间人员。形成的柔性管控系统可为其他离散型制造产线建设、管控系统设计提供借鉴。

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    • 基于卷积神经网络的船舶复合接头焊接损伤识别

      范同轩

       DOI:

      摘要:

      为降低船舶重量、重心,提高航速,船舶采用铝合金作为上层建筑材料成为行业未来的趋势。但在实际建造中往往会出现分层的问题,影响船舶质量。为此,提出了一种基于卷积神经网络对复合接头焊接的损伤识别方法。基于焊接过程中的热激励,考虑完整、单损伤、多损伤等5种不同损伤位置、不同损伤程度的模拟工况,采集不同工况下复合接头的应变响应数据,构建一维卷积神经网络,将数据分为训练集和测试集放入神经网络中进行训练和测试。结果表明:一维卷积神经网络能较好的识别复合接头在焊接过程中的损伤位置和损伤程度。

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    • 批次管理在海工制造车间的物料追溯方法

      喻龙, 杨涵辰, 韩冰, 田立锋, 张传杰

       DOI:

      摘要:

      海工平台项目有别于一般的工程项目,其产品属于定制产品,具有成本巨大、结构复杂、生产周期长等特点,生产中任何一个环节失误都将给企业带来巨大损失。目前关于海工平台项目物资追溯管理体系的研究很少,企业虽然迫切需要有效的物资追溯管理来保障生产质量,但却碍于信息化水平的不足以及理论体系的匮乏而止步不前。本文研究了海工平台项目物资追溯管理的关键技术,保证生产质量、降低生产成本。在理论研究方面,本文首先研究了面向海工平台项目物资追溯管理的编码技术,结合海工平台项目特点,以批次管理思想为指导,针对加工阶段的物资追溯问题,建立海工平台项目批次管理模型以,进而依托模型对物资追溯管理进行具体阐述,为海工平台物资追溯管理的实现提供理论依据。

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    • 基于LSTM的散货船材料成本滚动预测研究

      潘燕华, 李公卿, 王平

       DOI:

      摘要:

      船舶制造周期长、材料成本占比大,易受大宗商品价格指数、汇率等多个因素的影响,造成实际完工成本与报价估算存在较大误差。文章利用灰色关联度识别了材料成本的影响因素,用长短期记忆神经网络模型(LSTM)构建了船舶制造材料成本滚动预测模型,并利用某船厂53艘64000吨散货船63个月的材料成本数据及对应的影响因素数据进行实验分析,结果表明预测数据与实际发生数误差在可接受范围内,证明了所选择方法及构建模型的有效性,该研究结果对制造过程的成本实时预测及控制具有现实意义。

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    • 膜片联轴器膜片组件建模方法及模态试验

      崔永健, 温华兵, 曹植博, 陈文聘, 夏兆旺

       DOI:

      摘要:

      由于膜片联轴器中膜片组件螺栓连接的复杂性问题,基于薄层单元法对膜片组件的有限元模型进行简化建模,并针对此模型提出了一种新型简化建模方法—结构分割法,通过对模型静刚度的计算确定结构分割法中结合面单元的弹性模量和泊松比,该方法相对于传统的薄层单元法计算效率更高。在此基础上,将结构分割法模型的模态仿真结果与试验结果对比,结果表明,结构分割法模态分析得到的振型与试验测得的前三阶振型吻合很好,固有频率误差都在10%之内,验证了建模方法的正确性,为膜片组件的结合部动力学建模提供了一种快速有效的方法。

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    • 海工企业钢材管理系统应用

      张子扬

       DOI:

      摘要:

      海工企业和船舶行业对钢材的需求量很大,为提高海工企业和船厂的钢材利用效率,提高企业钢材管理效率。本文研究基于计算机端和移动端相结合的钢材管理技术,以数据流为主导,串联企业多个生产部门和实现钢材管理从入库到出库的全流程追踪。建立一套对于钢材管理行之有效的管理系统,提高钢材的管理效率。

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    • 半潜坐底式风电安装船总体设计

      宋永在, 杜松, 李楷

       DOI:

      摘要:

      随着国内海上风电市场的高速发展,针对海上风电场建设施工装备不足的情况,研究开发了半潜坐底式风电安装船,这种船型具有安全性好、施工效率高、成本低等特点,其设计的特殊性在于需考虑因海流冲刷泥沙而导致的坐底面积丧失。本文以开发的一艘典型实船为实例,对该类船型的浅水区坐底作业特点进行分析,提出了坐底稳性应考虑的两种工况,通过有限元计算校核了坐底工况下的结构强度,对淤泥和粉砂两种地质条件下作业给出了应对措施,介绍了设计思想和设计方案,可为该类型船舶设计提供一定技术参考。

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    • 基于改进蚁群算法的邮轮舱室移运路径规划

      王炬成, 赵学涛

       DOI:

      摘要:

      针对大型邮轮舱室模块运输过程中存在的移运路线长、路线混乱、舱室模块易与障碍物发生碰撞等问题,提出应用加入动态搜索模型的蚁群算法对邮轮舱室进行路线规划,为工人运输舱室模块提供清晰、便捷的移运路线。对主竖区的障碍物进行分析,建立模拟实际工况的栅格地图,采用改进蚁群算法寻找移运路径;对不同位置所经过的栅格地图以及蚁群数量进行动态调整;通过模拟退火算法寻找蚁群算法的参数;通过离散点分析确定移运路径的主、支通道。仿真实验表明,应用算法建立主、支通道进行舱室移运能有效提高舱室模块的运输效率。

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    • 含起吊工装的上层建筑吊装强度有限元分析

      张帅, 罗广恩, 郑新招, 柴莹

       DOI:

      摘要:

      为便于准确计算上层建筑吊装强度,利用 MSC.Patran/Nastran 软件对 175000DWT 散货船上层建筑及起吊工装建立有限元模型,采用含起吊工装的有限元模拟分析方法计算上层建筑在吊装过程中的结构响应。通过与直接约束加载法和惯性释放法两种有限元分析方法进行对比研究,比较了三种有限元分析方法计算得出的结构应力、变形和吊点反力情况,分析含起吊工装有限元模拟分析方法的准确性。研究结果表明,含起吊工装有限元模拟分析法能够同时对结构应力、变形和吊点反力较为准确地计算,优于直接约束加载法和惯性释放法,含起吊工装有限元分析法对上层建筑吊装强度和吊装方案的评估具有一定的工程价值。

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    • 船舶电缆敷设辅助设计电缆册模块研究

      朱安庆, 薛松

       DOI:

      摘要:

      利用AVEVA Marine的可扩展性,以已开发的船舶电缆敷设辅助设计系统为基础,开发出新的生成电缆册模块。本文运用C#高级编程语言和SQL数据库技术对AM软件电缆册设计功能进行二次开发,提高了电缆册信息完整度和信息准确度,并为后期船厂信息化留有数据接口。

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    • 船舶甲板抛丸机器人控制系统设计

      何家健

       DOI:

      摘要:

      目前船舶甲板清理严重依赖人工持打磨机,此方法效率低、污染严重、且对钢板不能起到强化作用,采用抛丸工艺替代已成为趋势。针对目前抛丸装置操纵控制不便,智能化程度低等问题,设计了一种可靠性强的抛丸机器人系统。采用嵌入式处理器,设计开发了甲板抛丸机器人控制器硬件和软件,根据实际作业应用需求,给出了抛丸行走路径规划方法,通过编程实现对甲板抛丸机器人的现场控制,实现了各工具模块和机器人控制器的相互通讯。最后,将机器人置于实船甲板上进行实验。实验结果表明:该抛丸机器人系统实现了对抛丸、除尘、移动等作业流程的控制,并且具备一定的自主导引抛丸作业功能,能够改善操作人员的工作环境。

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    • 低速柴油机轴系扭转振动频域稳态研究

      邹磊

       DOI:

      摘要:

      以10000 DWT型低速柴油机推进轴系为研究对象,创建其当量系统模型基于系统矩阵法对推进轴系进行自由振动分析,求得扭转振动固有频率和振型。同时研究了柴油机在全转速下的气体和往复惯性激励力矩,针对推进轴系在柴油机和螺旋桨共同激励下的频域稳态扭转振动响应特性进行计算,求得轴系扭转振动的主谐次和共振转速点,以及推进轴系各部件的应力值。结果表明,轴系在低阶频率振动时气缸和中间轴振幅较大,轴系应力远小于材料的屈服强度船舶能够安全稳定航行,同时为轴系时域瞬态扭转振动研究打下基础。

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    • 基于物联网的无人艇航行状态监测系统设计

      温小飞, 王广哲, 周枫, 李同兰

       DOI:

      摘要:

      针对无人水面艇(unmanned surface vehicle,USV)航行状态监测及试航性能评估试验中的参数获取问题,设计了一套USV航行状态监测系统。首先以物联网(Internet of Things,IoT)三层架构为基础,设计小尺寸、低功耗的监测方案;然后以多源传感器和STM32微控制器作为感知层,LoRa网关及LoRa终端作为数据远程传输途径,使用TCP协议作为数据远程传输协议,云平台作为系统应用层,从而实现数据采集、传输和应用功能;基于监测系统要求,在应用层设置阈值实现航行状态预警功能。最后对系统功能及性能测试,结果表明,系统横、纵瑶精度为±0.02°rms,风速(0.2±0.02)m/s,风向±2.5°,所有监测参数技术指标均符合要求,且丢包率在通信距离小于1.4km时为1.5%,较传统方法降低了约22%,为进一步完善USV航行状态监测提供了技术支持。

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    • 中型邮轮下水的大倾角稳性分析

      尹海波, 邵朱芸, 柏逸超, 吴子丞

       DOI:

      摘要:

      中型邮轮的下水工程是邮轮建造过程中至关重要的组成部分,尤其是下水过程中的大倾角对于稳性至关重要,因此本文基于Maxsurf评估中型邮轮下水稳性的安全性。使用Maxsurf中静稳性计算模块对船坞的下水方案进行完整稳性分析;以52000总吨的维京邮轮为实例,根据所入船级和规范,在下水的装载情况下,绘制其静水力曲线并进行大倾角稳性校核。结果表明,中型邮轮下水的稳定性满足全部规范要求,可以保证其下水的安全性,也证明了采用Maxsurf来计算分析中型邮轮下水稳性的可靠性。基于Maxsurf对中型邮轮下水前进行的稳性计算分析,可为后期中型邮轮的下水方案在稳性计算与分析提供一定的参考意见,也可以直接作为中型邮轮下水前的稳性计算说明书以及送审船级社的资料。

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    • 基于机器学习预测船舶T梁焊接机器人作业时间的方法

      董家琛, 侯星, 郭威, 沈建龙, 杨帅

       DOI:

      摘要:

      船舶分段T梁焊接工位已实现机器人作业,实际作业时间与离线编程软件预估理论时间相差较大,船舶车间量化派工效益难以体现。基于此,本文提出了一种多类型焊缝线性模型,基于机器学习,训练各类型焊缝权值,得到模型函数,预估船舶分段T梁焊接工位作业时间,并可推广到小组立、中组立、涂装等满足作业物量与作业时间呈线性或接近线性分布的车间。

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    • 单曲率船体外板感应加热弯曲成形工艺规划

      李梦, 易斌, 王江超, 周宏

       DOI:

      摘要:

      船舶建造过程中,板材曲面成形工艺显著影响船舶的建造精度与生产效率。本文以18mm厚的船用AH36钢板为研究对象,开展感应加热弯曲成形试验并测量板材的瞬态温度,之后采用手持式三维扫描仪获取板材点云数据,通过后处理软件得到板材面外弯曲变形云图。随后,通过热-弹-塑性有限元分析模拟板材感应加热弯曲成形过程,温度和面外弯曲变形计算结果与测量数据较吻合,验证了建立的数值模型的准确性。基于高通量的有限元分析,建立了热源移动速度与横向弯曲角度的数学关系。同时,针对单曲率板材,提出内接折线法和外切折线法来拟合板材弯曲成形形状,进而给出相应的板材加热线位置和热源移动速度等工艺参数,进行热-弹-塑性有限元分析。计算结果表明提出的两种方法得到的面外弯曲变形均与目标曲率板的弯曲形状相吻合,证明了内接折线法和外切折线法应用到实际工程的可行性,为船厂弯板成形提供理论依据。

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    • LNG双液滴蒸发模型研究及应用

      束露露, 邓佳佳

       DOI:

      摘要:

      LNG在液舱喷雾预冷过程中是以多液滴的形式存在,现阶段缺少LNG多液滴在同种蒸气中蒸发模型,因此本文以双液滴为基础,采用计算流体力学的方法,建立适用于LNG双液滴在其蒸气中蒸发的模型。利用该新模型对温差为190 K、相对距离为10至70,粒径为0.1 mm至2.5 mm的液舱预冷过程进行模拟分析,得出了一些具有实际应用价值的结果:(1)在液舱喷雾预冷起始阶段温度下降的速度较快,且随着时间的增加,双液滴相对距离越大,液舱预冷结束时间越小。(2)双液滴液舱预冷完时间与粒径呈反比关系,与起始温度呈正比关系。(3)该新模型适应于实际工程应用。

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    • 海洋工程装备调试管理系统设计

      刘海涛, 顾晓波, 王大伟

       DOI:

      摘要:

      针对海洋工程装备调试管理过程中存在的人工管理粗放、申请审批时间长、信息不共享等问题,设计并开发了基于SQL server数据库的海洋工程装备调试管理系统,将调试阶段各环节纳入信息化系统管理,在系统中完成调试数据统一处理、线上审批、进度控制、意见跟踪,提高调试管理的信息化水平。通过调试管理系统的应用减少人力成本,保证数据安全及传递效率,缩短调试工期。

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    • 分段分道切割与钢材集配策略研究

      朱安庆, 李成杰

       DOI:

      摘要:

      为改变A船厂分段钢材切割采用“整切整送”生产模式,造成了零件缓存量大、存放周期长,耗费场地资源并影响切割零件的理料集配效率的情况。本文探讨了以后道需求拉动下的零件分批分道切割划分原则,结合场地布置及设备加工特性,建立基于钢材集配、切割需求的设计套料策略。通过工程应用表明,该方案有效提升零件理料与集配效率、缩短零件存放周期、提高场地利用率,为船厂钢材切割的精益化管理提供有力支撑。

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    • 大数据环境下船舶中间产品装配工时预测模型

      苏翔, 徐瑞林, 杨玉雪, 史恭波

       DOI:

      摘要:

      为提高船舶中间产品装配工时预测的精确度,在考虑装配工艺特征的基础上,同时考虑环境、人员等因素对工时预测的影响,提出了基于大数据的考虑误差修正的两阶段工时预测模型。第一阶段,从船舶设计软件中提取中间产品装配的工艺信息,建立BP神经网络模型实现工时的初步预测;第二阶段,通过采集对工时预测可能造成影响的外界因素大数据,建立基于XGBoost算法的工时预测误差修正模型;最后将两阶段预测结果相加得到该作业的工时预测值。通过实例测算验证了该模型的有效性,同时可为一般机械加工产品的工时预测以及工时修正方向的研究提供切实可行的解决思路。

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    • 带消声功能换热器声学性能仿真研究

      游彩霞

       DOI:

      摘要:

      摘要:针对潜艇换热器内的消声问题,提出利用环状橡胶气囊的消声的结构形式。运用流体力学原理与声学有限元法进行数值仿真,气囊消声效果验证,气囊设计参数影响规律这几个方面,开展环状橡胶气囊结构消声性能的研究。本文利用商业软件Fluent量化研究腔内流速、压力、温度场分布,再利用Virtual Lab计算出其传递损失随频率的变化曲线。通过控制变量法,一方面验证了环状橡胶气囊对换热器内的消声起到了重要的作用,另一方面掌握了气囊结构设计参数(包括气囊气腔长度,通孔直径,通孔率)对消声性能的影响规律,为潜艇换热器内的流噪声控制提供有力支撑。

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    • 交互性水域机器人的避障路径规划算法

      陈慧敏

       DOI:

      摘要:

      为了使水域垃圾收集机器人进行垃圾收集时能够成功捕获水中浮动垃圾,并顺利规避水域障碍物,提出一种基于采样的RRT*算法和速度障碍模型相结合的成功规避障碍并进行路径规划的算法。通过双目摄像头基于视差定位法获取水域中动态障碍物的位置坐标,利用机器人搭载的感应元件获取其自身与障碍物的相对方位角,再通过速度障碍法计算成功避开障碍物可进行的移动角度调整范围,经过对RRT*算法中随机采样过程的优化,得到改进的障碍规避路径规划算法,考虑实际应用场景,引入抗饱和PID控制法使航向控制器的控制效果更为精准有效,同时,由于实景测试时这里的避障路径规划算法存在鲁棒性,基于TOA定位估计算法进行仿真分析。仿真实验结果表明,该路径规划算法比基本RRT算法以及改进前的RRT*算法路径规划效果更优,可靠性更好,能够在较短时间内避障并得到较优移动路径。在实景测试时基于TOA的CHAN算法更加符合定位估计需求,且水上机器人本体上感应装置的噪声测算宜在10m以内。

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    • 我国船舶压载水技术与发展现状

      郑德康, 李振伟, 张少华

       DOI:

      摘要:

      船舶压载水公约已经生效,世界多国都根据自身实际情况制定了单边保护主义政策。文章介绍了我国在压载水立法、处理技术、生物检测以及岸基接收方面的现状。研究结果表明:我国压载水立法较晚且多借鉴国际公约或国外法规;压载水处理技术已处于领先水平,技术方案涵盖电解、紫外等主流方向;压载水取样机构众多,且多具有IMO-D2检测资质;我国已具备岸基接收能力,但我国目前缺少实际港口安装和接收案例。我国压载水处理技术和检测技术较为领先,但在立法保护以及岸基接收方面仍需进一步完善。

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    • FPSO管路系统在不同加速度载荷下应力分析

      王震

       DOI:

      摘要:

      为开采深海油气资源,FPSO管路系统常常面临极为恶劣的深海作业环境,因此,对FPSO管路系统进行详细的应力分析与校核是极为必要的。波浪作用于船体和管道支架上产生加速度载荷,在管道不同位置处生成不同加速度,传统做法中常用船体重心处加速度代替每一位置处的加速度,对FPSO管道进行加速度载荷分析,此做法难以对FPSO管路系统进行精确的载荷分析。借助船级社规范与MATLAB软件,开发可提取FPSO管道任意位置处加速度的程序,以便于更好的对FPSO管路系统进行应力分析。以FPSO主甲板冷却水系统为例,将系统任意位置处实际加速度值和FPSO船体重心处加速度值以均布载荷形式分别施加到管路上,利用CAESARⅡ软件分析满载工况下该管路系统的应力变化。结果表明,在FPSO满载工况下,采用重心处加速度值得到的结果相较于其自身实际加速度值作用结果会出现应力冗余和应力不足的情况,例如节点50应力增加了1.01%,而节点2570应力减小了0.19%。

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    • 基于AVEVA Marine的开孔管理辅助系统设计

      徐成喜

       DOI:

      摘要:

      针对AM软件自带的开孔管理模块的功能,根据船厂设计实际生产业务的需求,制定开孔协同处理流程和规范,结合AM的二次开发能力,开发出船舶开孔管理辅助系统来提高设计人员的效率、降低错误率减少返工。以管系为例,将此系统应用于开孔管理与AM原生的开孔管理管理对比,验证此系统在船舶开孔管理方面的可行性。

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    • 20MW LNG发电船方案设计与分析

      刘建朔, 温小飞, 郁惠民, 汪家政

       DOI:

      摘要:

      针对靠港船舶清洁用电、以及部分港口、小型岛屿和海上平台等电力供应的快速响应问题,在阐述了大型LNG发电船发展现状及其主要系统基础上,引用国内外LNG船舶相关设计经验,采用了模块化设计方法对20MW LNG发电船的船体、LNG管路系统、电力-推进复合系统等核心内容进行了方案设计,为该船型设计的主要难点问题提供了可选的解决方案。

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    • 基于AVEVA Marine二次开发的居住舱室快速建模方法

      吴冬冬, 马晓平, 赵旭

       DOI:

      摘要:

      为提高AVEVA Marine(AM)软件居住舱室建模的效率,提出参数化居住舱室建模的二次开发方法。运用Csharp(C#)软件对AM进行二次开发,通过定义不同样式的参数化舱室和家具,实现居住舱室快速建模的目的,简化居住舱室建模工作和操作流程,提高居住舱室建模效率,方便相关设计人员使用。通过对开发的参数化居住舱室建模功能进行实测,验证二次开发的高效性。

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    • 邮轮电力推进系统安全返港评估

      董良志, 曹亚冬

       DOI:

      摘要:

      采用系统总体评估和事故界限区域评估的方法,对火灾事故和进水事故界限区域编码规则进行分析,对电力推进系统的设计方案进行安全返港评估。以某邮轮为例,通过对其电力推进系统的配置方案、设备布置、电缆选型和走向、系统关联进行分析,评估电力推进系统设计方案是否满足安全返港规范要求,为邮轮其他系统的安全返港评估提供指导。

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    • 棒磨机挥发性气体排污特性分析

      庹中兰, 黎庆, 邓佳佳

       DOI:

      摘要:

      基于棒磨机内挥发性气体逸出而造成操作人员的职业健康问题,对棒磨机内腔挥发性气体排污特性进行分析。通过建立棒磨机内腔抽吸排污计算模型,分析了流场、空气龄和挥发性气体的分布特征,以及排污效率。结果表明: 缝隙能够降低棒磨机内氨气的体积分数、提升排污效率,但是当压差小于15 Pa时会有挥发性气体从缝隙中逸出,因此需要密切关注压差,以保证棒磨机缝隙不发生外逸;同工况下,优化方案的平均排污效率分别提高了约68.7%及 71.8%,表明优化方案的排污效率显著提升;综合考虑氨气的体积分数、外逸的潜在风险性及排污效率,得出压差为60 Pa时最优。

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    • 基于vortex的客滚船拉锚仿真分析

      宋磊, 杨爱华, 杨卓懿, 欧书博, 李玉山, 张冰

       DOI:

      摘要:

      针对拉锚试验仿真提出了一种分析方法。以某客滚船为研究对象,并基于变质量运动学理论,利用SolidWorks软件和vortex软件开发、创建了一套实时有效的锚系动态仿真方法,并与现场拉锚场景进行比对,以此验证了该仿真方法的可行性和可靠性,为锚系仿真提供了有效的参考,也为取代木模试验提供了条件。

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    • 海上石油火炬塔筒结构应力分析

      赵世发, 窦培林, 李秀, 李永正, 濮荣春, 包国治

       DOI:

      摘要:

      【目的】目前海上采油平台的废气处理装置主要是火炬塔架以及火炬塔筒体,这些装置的工作环境极端恶劣,对装置的结构强度设计要求较高。【方法】针对火炬筒体高耸结构物构件强度设计问题,采用ANSYS软件中静力学模块对某海洋平台上废气处理装置单个火炬塔筒和多个火炬塔筒进行静力分析,得到不同工况下产生的结构应力值和变形值。【结果和结论】结果表明,单个火炬塔筒能承受的最大压力载荷大于三个火炬塔筒能承受的最大压力载荷。火炬塔筒的分析方法与结果对后期石油化工废气处理装置的设计及安装具有一定的指导意义。

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    • 浮式平台上部模块非管节点SCF控制方法

      张兴

       DOI:

      摘要:

      SCF(热点应力集中系数)是评估节点疲劳损伤的重要参数。理想状态下,节点的SCF主要受结构形式和受力状态控制。目前,关于海上平台管节点的SCF控制已有大量研究,但非管节点的SCF控制则少有报道。针对这一问题设计了5种浮式平台上部模块非管节点的加强方式,通过有限元软件ANSYS对非管节点进行SCF分析,发现筋板加强可有效改善面外弯矩作用下的应力集中,扣管加强对轴向力、面内弯矩、面外弯矩均具有很好的改善效果。

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    • 大空间结构立柱设计敏感性分析

      秦小龙

       DOI:

      摘要:

      为了提高邮轮时间空间感,减少大空间立柱数量,本文对某邮轮项目上建餐厅部分大空间结构进行剖析,对比规范计算、力学计算、梁系有限元计算、板梁结构有限元计算,分析有无立柱对分段重量、结构尺寸、净空高度、结构变形等方面的影响,分析大空间立柱设计敏感性,为邮轮大空间结构立柱设计提供了参考。

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    • 船舶管加工工艺数据库系统设计与应用

      徐国涛, 马晓平, 姚飚, 张洪新

       DOI:

      摘要:

      为了提高船厂对管子生产数据和质量数据的管控,基于船舶管加工工艺数据库系统应用的现状,提出构建船舶管加工工艺数据库系统。研究了管加工工艺数据库系统总体设计,梳理管加工的工艺流程,对管件族进行组立拆分,设计出大中小管件的管加工生产流水线。通过现场的实施和应用,工艺数据库系统能使管件BOM管理规范化和工时精细化,有效提高船厂生产效率,满足企业的预期要求。

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    • FPSO消防水系统管道支架整体强度分析

      李秀, 窦培林, 赵世发

       DOI:

      摘要:

      【目的】管道支架应力的计算,直接关系到管道的安全性和成本控制,目前在工程问题中,对于支架强度的计算往往只考虑单个支架受管道荷载的强度问题,而忽略了支架—管道—支架间的整体相互作用。【方法】本文通过CAESARⅡ管道应力分析软件提取某深水通用型FPSO消防水部分直管段各支架荷载数据,通过ANSYS Static Structural模块,分别对在受力相同情况下单支架支撑、管路与支架整体相互作用支撑以及在相同支撑形式下不同受力情况的强度问题进行了计算与分析。【结果和结论】当仅考虑单支架支撑时,管段支架最大应力为64.72Mpa,最大变形为0.405mm;当考虑支架—管道—支架系统的相互作用时,考虑相邻两支架支撑,管段支架最大应力为31.08Mpa,最大变形为0.060mm,考虑相邻三支架支撑,管段支架最大应力为35.14Mpa,最大变形为0.071mm。此外,不同支撑形式算例下管路系统中所包含的支架的最大应力和变形与受力情况有关,但整体而言在考虑管路与支架相互影响情况下支架的最大应力和变形与受力是降低的。表明传统的仅考虑单支架受力的强度计算方式相较于工程实际偏于保守,在实际工程中对于管道的强度分析,应该综合考虑支架与管路的整体性。

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    • 交互式可视化技术在船舶制造车间的应用

      董家琛, 郭威, 侯星, 邱华锋

       DOI:

      摘要:

      运用BI的交互式可视化技术对船舶制造车间生产数据进行分析和可视化展示,提供一种交互式程度高、方便快捷的分析方法。使用SQL、WebApi等技术从船厂MES、ERP等管理软件中获取船舶制造车间生产数据,通过M语言的数据清洗和DAX语言的数据建模方法,结合船厂实际需求,从切割、小组立、中组立、涂装等多个业务场景,创建交互式可视化报表。完成综合业务数据分析、车间生产线交互式分析和可视化平台等可视化应用,结果具有可视化程度高、交互友好、图表内容丰富,制作方便快捷等特点。运用BI交互式可视化技术,不依赖船厂IT部门,对业务人员要求较低,上手较快,成为船舶制造车间数据分析工具首选。

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    • 基于信息化的修船移泊管理系统构建

      朱安庆, 唐海鑫, 朱海, 陈婷

       DOI:

      摘要:

      针对当前修船企业普遍存在移泊管理存在线下协同不够高效、计划编排较粗放、信息反馈不及时等问题,提出了运用信息化手段,将矢量化地图引擎、AIS船舶动态定位、区域智能识别等技术融入修船移泊管理中。通过分析线下的修船移泊管理业务流程和存在的问题,构建基于信息化的修船移泊管理系统,实现修船移泊管理视图和数据之间的联动。

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    • 一种适用邮轮生产线的钢板切割工场布局设计

      夏志亭, 屈振江, 刘召雪, 张艺, 张宏

       DOI:

      摘要:

      对传统造船厂钢板切割工场布局的不足做出分析,通过价值流图法(VSM)优化工序。结合邮轮生产线板材零件配送特点,以实现数字化造船为目标,采用“钢板切割中心”理念,拉动式批量生产模式为驱动策略,钢板库智能化、物流自动化、数控切割一体化、零件分拣柔性化为核心要领,充分应用自动化装备和信息技术。较传统切割工场,缩短了钢板下料周期,人均工效得以提高,作业环境更安全、环保。

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    • 基于Unity3D的船舶分段制造仿真系统开发

      邵子明, 高霆, 张洪新

       DOI:

      摘要:

      为了提高船舶制造效率,优化船厂分段制造工艺,基于当前船舶行业分段制造的现状,提出基于Unity3D船舶分段制造仿真系统。通过分段模型装配详细介绍船舶分段制造仿真系统的功能特点,对分段制造过程的设计与实现进行了开发。结合开发的目的和使用对象,论述船舶分段制造仿真的设计思路,详细介绍系统的主要功能以及使用的开发平台和方法,总结此系统的设计亮点,为船舶分段制造仿真开发提供了参考。

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    • 船舶物资采购成本风险因素识别及规避对策分析

      姜莱

       DOI:

      摘要:

      为提升造船企业采购成本控制能力,针对船舶物资采购类别、数量、来源等多样化的特点,本文从采购的全生命周期角度出发,构建了船舶物资采购风险因素指标体系,其种主要包括5个一级指标和12个二级指标组成。通过采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)对各风险指标进行构权,并利用模糊综合评价法对新态势下影响采购成本的风险要素进行分析,实现对船舶物资采购风险值的度量。实证分析结果表明,船舶物资采购风险主要集中于大宗金属物资价格、汇率、产业集中度、自主可控程度、采购模式、订货批量和品种多样化程度六个方面。据此对企业和政府提出了相关政策建议,对规避与减少船舶企业采购成本控制风险,提高造船企业效益与竞争力具有现实意义。

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    • 螺旋桨直径削边振动分析软件开发

      姚月兵, 金鑫, 李解, 李家盛, 张正艺, 汪伟斌, 付田

       DOI:

      摘要:

      为研究螺旋桨直径削边各关键参数对桨振动特性的影响,开发了一款通用的螺旋桨直径削边振动分析软件。本软件利用有限元理论,基于QT平台结合MATLAB与ANSYS相关模块通过混合编程完成开发。基于该软件,开展了4382桨模态频率的数值预报,并与文献结果对比,其误差在6%以内,说明软件程序和计算结果是可信的。本软件为寻求船-机-桨匹配下水动力特性和振动特性最优的削边方案提供理论指导,体现了本软件在螺旋桨直径削边振动特性计算方面的实际价值。

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    • 大型豪华邮轮上建舷侧门窗结构强度研究

      谷家扬, 谭磊, 郑镜华, 张乾坤, 李琛

       DOI:

      摘要:

      以某大型豪华邮轮全船结构强度分析结果为基础,选取典型的上建舷侧门窗类型,进行细化模型强度分析,并对高应力区域进行结构优化。基于LR船级社客船规范的包络值载荷法,建立全船有限元模型、质量模型,利用ShipRight软件进行全船载荷加载以及载荷调平,采用单位弯矩、单位剪力对应力结果进行修正,最终得到整船的结构响应,分析邮轮整船主要承载结构的应力分布特点。以粗网格结果为基础,针对舷侧门窗结构进行细化模型计算,获取开口结构详细的应力分布规律,在应力超规范的位置采取增设插入板的方式加强。进行结构优化后,相应的区域均满足强度要求。研究结果可为客船全船有限元计算及上层建筑舷侧门窗设计提供参考。

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    • 整体式液舱沥青船加热系统优化设计及安装

      叶志锋

       DOI:

      摘要:

      以15000吨整体式液货舱沥青船为研究对象,通过对货舱绝缘材料的选用,加热系统的优化设计,加热热盘管的优化布置,从而解决了整体式液货舱沥青船保温的问题。同时详细介绍了泡沫玻璃和加热盘管安装工艺,对同类型船的加热系统设计具有指导和参考价值。

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    • 中型邮轮舱室模块吊装方案研究

      朱安庆, 葛浩

       DOI:

      摘要:

      针对邮轮舱室模块缺少强框架支持以及整体刚度弱容易导致吊装变形等问题,以某中型邮轮舱室模块为例,介绍四种常见的舱室模块吊装方案,通过对比不同吊装方案,分析出吊装过程中舱室模块容易变形的原因,设计出一款吊运工装,利用有限元分析方法,计算吊运工装在不同工况下的强度和变形,并对其进行优化。结果表明,该款吊运工装的结构强度满足中型邮轮舱室模块的吊装需求,可减少舱室吊装变形,提升了船厂舱室模块吊装的安全性和高效性。

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    • 4500T油船锚机基座结构强度分析及拓扑优化

      赵世发, 窦培林, 李秀, 袁洪涛, 李永正, 陈慧敏

       DOI:

      摘要:

      【目的】针对建立的4500吨油船船艏绞车、船艉锚机基座模型,根据中国船级社相关规范,采用ANSYS软件静力分析模块对锚机、绞车结构强度进行校核,并对结果进行分析。【方法】此外,将拓扑优化思想引入锚机绞车基座结构设计过程中,运用ANSYS软件中拓扑优化模块对锚机绞车基座进行结构轻量化拓扑优化设计。【结论】结果表明,锚机绞车基座结构在甲板上浪载荷、锚机45%破断载荷以及挚链器80%破断载荷的工况下均符合设计要求,最大应力均处于基座与船体接触部位,在设计安装时需要特别注意。在保证结构刚度与强度的情况下,经过拓扑优化后的基座结构,符合设计要求,其质量减少了20%。

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    • 岸桥撑管封板疲劳开裂研究

      阿丽米热·艾尼瓦尔, 刘亮

       DOI:

      摘要:

      为探究岸桥撑管封板受载情况和焊缝危险位置的疲劳寿命,对65t/60m岸桥的典型载荷工况进行了分析。通过计算门框上水平撑管的疲劳载荷幅值研究了撑管封板焊缝的受载状况,应用主S-N曲线法计算了焊缝上的结构应力并分析了焊缝危险位置的疲劳寿命。结果表明,最大Von Mises应力出现在封板与节点板端部角焊缝的焊趾上;封板焊缝危险部位的疲劳寿命无法满足岸桥安全服役30年的要求。

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    • 轴流式喷泵台架试验与性能计算

      薛 亮, 常书平, 臧瑞斌

       DOI:

      摘要:

      为检验某国产新型轴流式喷泵性能,开展了缩比模型泵台架试验,测量得到多个转速时流量阀最大开启状态、等转速时多个流量状态条件下试验泵的功率、扬程等数据。基于SST湍流模型封闭雷诺时均(RANS)方程,采用结构化网格离散计算域,计算得到实尺喷泵外特性曲线,经无量纲相似换算得到试验泵尺度下数据。在功率损失分析基础上,将试验值与计算值对比,结果表明:在1130~1760rpm转速范围内两者吻合较好,最大误差7.5%;等转速条件下扬程特性曲线趋势达成较好一致性。

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    • 基于Kriging方法的绞吸式挖泥船泥泵磨损近似模型

      朱德全

       DOI:

      摘要:

      针对绞吸式挖泥船泥泵在工作中因泥浆含固体颗粒而磨损的问题,以某绞吸式挖泥船泥泵为研究对象,综合考虑泥浆特性各因素对绞吸式挖泥船泥泵磨损的影响,采用CFD数值模拟对绞吸式挖泥船泥泵的磨损情况进行分析,应用Kriging方法建立绞吸式挖泥船泥泵磨损分析的近似模型,并进行近似模型的误差分析,结果表明该近似模型具有一定的精度。

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    • 基于3DEXP的船舶管段装配信息计算方法

      杨义干, 李吉, 崔光润, 朱明华

       DOI:

      摘要:

      管段装配数据是船舶管系生产设计的重要内容,然而船舶管段数量多且形式复杂多变,导致人工处理效率低、易出错。以实现任意形式管段装配数据的自动化计算为目的,基于管段三维模型,提出采用分治法构建管段通用数学模型,将复杂管段分解为相似子结构后再计算管段装配信息的方法。通过自主开发,该技术在3DEXP平台成功应用,有效支持了多型多艘船舶的设计与建造,研究成果对进一步探索船舶管系的数字化设计与制造具有重要意义。

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    • 甲烷气体中甲烷双液滴自然对流换热特性分析

      费正阳, 邓佳佳, 黎庆

       DOI:

      摘要:

      针对LNG液舱喷雾预冷过程中上下垂直的双液滴在自然对流条件下,同种蒸汽中液滴与液滴间影响研究的欠缺。运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的方法,基于气液界面能量守恒原理,对不同温差、粒径和相对距离条件下双液滴自然对流蒸发及换热特性进行了分析。研究结果如下:①液滴表面热流密度、换热量和质量蒸发率随温差从10K到190K的增大而线性增大。②液滴表面热流密度随粒径从0.1mm到2.5mm的增加先快速减少后缓慢减小,换热量和质量蒸发率随粒径的增加而快速增加。③上液滴表面热流密度、换热量和质量蒸发率随相对距离从10到70的增加基本不变,下液滴表面热流密度、换热量和质量蒸发率随相对距离从10到70的增加而缓慢增加。④下液滴比上液滴的热流密度、换热量和质量蒸发率的增加率,随温差的上升而减少,随粒径的增加而缓慢增加,随相对距离的增加而增加。

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    • 中厚度船用钢焊接研究现状与发展趋势

      高琦, 鞠恒, 施伟, 姜健宇

       DOI:

      摘要:

      随着海洋资源开发逐渐由近海向深海过渡,船用钢板需求逐渐向中厚度方向发展。对于占船舶和海洋工程装备制造30%~50%工时和成本的焊接技术的要求更加严格,所以船舶焊接技术成为了船舶制造业的发展的重中之重。本文从电弧焊技术、埋弧自动焊技术、气体保护焊技术、搅拌摩擦焊和激光焊接技术方面,对比了中厚度船用钢各焊接技术的加工特点、应用及研究现状,综合分析了中厚船用钢焊接的发展趋势。研究发现,基于船用钢材料本身的裂纹敏感性和焊接厚度的增加,导致在中厚度船用钢板焊接的实际生产中,不可避免出现焊缝裂纹、焊接接头残余应力大等问题。为实现中厚度船用钢焊接技术的自动、高效、绿色、可靠、智能等方向发展,需向激光复合焊技术发展。

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    • 负载试验下悬臂梁结构强度分析及变形研究

      刘小亮

       DOI:

      摘要:

      悬臂梁作为自升式平台的重要结构,其强度是衡量平台钻井能力和安全性能的关键指标。依据某400ft自升式钻井平台,本文详细介绍了悬臂梁重载试验时所采用的试验工况、试验步骤以及负载工况下各载荷的组合情况。同时,利用有限元分析软件对悬臂梁进行结构建模计算,并将理论计算变形与修正后的试验测量数据进行了对比分析,结果吻合较好,对悬臂梁负载试验方法和数据分析提供了强有力的指导。

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    • 基于工业云的钢板堆场数字化管理系统的设计与实现

      李祥

       DOI:

      摘要:

      为了解决造船厂传统钢板堆场堆放时所存在的粗放、滞后、管理不足等问题,设计了一种基于工业云的钢板堆场数字化管理系统。通过大数据、互联网以及物联网等技术手段,串联船厂中用于钢板管理的工业设备,达到合理高效的管理钢板。该系统具有稳定性、通用性、持续扩展性,为船厂的信息化建设提供了一种新的解决方案。

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    • 基于CFD的舰船水动力计算收敛性分析

      张皓, 郝承明, 曲自信, 喻巧, 焦甲龙

       DOI:

      摘要:

      为基于CFD的单体复合船型水动力性能计算参数提供参考依据,开展了相关的收敛性分析。采用CFD数值计算,分析了网格尺度、湍流模型和时间步长对于船舶水动力计算的收敛性影响,提出了基于CFD的船舶水动力计算的优化参数模型,并通过水池模型试验验证了所提方案的准确性。采用船长2.83%的非结构化网格进行流体计算域网格划分,采用Realizable k-ε湍流模型,计算时间步长取波浪遭遇周期的1/200能够更加合理地模拟船舶在规则波中的运动响应。为基于CFD的船舶阻力与耐波性计算提供了确定依据。

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    • 船舶智能感知车间的网络构建及系统应用

      任静, 胡晓轩, 孔宁, 杨山林, 郑菊艳

       DOI:

      摘要:

      针对船舶制造现场缺乏实时感知系统,船舶制造车间尚未构建数据传输到工位的通讯系统,为此围绕提升船舶智能制造水平,应用基于船舶车间的网络构建技术、数据采集及存储技术,对船舶车间人员物资,钢板、型材等中间产品标识、识别,船舶多型切割设备和船舶焊机设备进行研究,实现制造车间内部“人、机、料”的物物互联,达到数据采集的多源异构性、实时性,提高设备综合利用率和船厂管理水平。

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    • 基于DEMATEL-AHP-VIKOR的豪华邮轮技术经济论证

      张明霞, 王志豪, 赵桐鸣, 杨露

       DOI:

      摘要:

      豪华邮轮造价昂贵,若在初步设计阶段内确定的船型方案不够合理优良,将会造成重大决策失误,因此对该船型方案进行技术经济论证是非常必要的。充分考虑邮轮设计特点,系统建立了完善的船型评价指标体系。由于指标及方案众多,采用更加合理的组合评价方法(DEMATEL-AHP-VIKOR)进行船型方案排序;最后利用Visual Studio C#编程语言开发了豪华邮轮船型技术经济论证系统,并进行案例计算分析。计算结果显示,使用DEMATEL-AHP-VIKOR组合法得到的船型方案排序结果符合豪华邮轮大型化的趋势,证明该方法有较高的适用性和可靠性。DEMATEL-AHP-VIKOR组合法在邮轮初步设计阶段可有效筛选优良船型,为船型方案的合理决策提供理论依据。-

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    • 新巴拿马型散货船LNG双燃料供气系统设计

      张丁标

       DOI:

      摘要:

      针对LNG天然气作为船舶动力燃料日益运用于船舶,在满足绿色环保使用要求的同时,也具有易燃、易爆、易泄漏的特点,这是在系统设计,安全,布置方面需着重考虑的问题,基于正在研发的LNG双燃料新巴拿马型散货船作为研究对象,通过分析研究LNG燃料优势、双燃料主机选型、LNG燃料供气系统配置、LNG燃料罐选型及布置、并结合EEDI 计算等方面的内容,以期获得满足排放及EEDI III阶段的新一代新巴拿马型散货船。

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    • 基于无人水面艇感知网的目标船航迹关联与数据融合

      温小飞, 朱浩纲, 王海荣, 厉梁

       DOI:

      摘要:

      针对现有无人水面艇(Unmanned Surface Vehicle,USV)航行过程中感知周围航行目标出现的数据源单一、数据延迟、数据丢失问题,提出一种基于无人艇搭载的航海雷达和全球定位系统(Global Positioning System,GPS)数据源的USV海上航行目标感知数据融合方法。基于最小误差法提出一种雷达原始图像数据解析算法,并通过数据剔除、时间空间统一方法完成对目标数据预处理,构建了基于欧氏距离和马氏距离的航迹关联算法模型、基于层次分析法和专家评价法的融合数据权重分配模型。同时,开展了USV实验研究,验证了整体融合方法。结果表明:目标原始数据预处理方法合理可靠,融合算法稳定可信,可为USV海上航行目标感知、安全航行及快速避碰提供技术和算法支持。

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    • 无人艇航行监测系统数据库设计与应用

      王海荣, 许克荣, 厉梁, 温小飞, 卢芳芳

       DOI:

      摘要:

      针对无人水面艇(unmanned surface vehicle,USV)航行数据信息多样化,数据来源不一,数据存储格式不尽相同,难以实现数据共享的问题。经过数据采集、处理等,利用数据库技术和tkinter相结合建立无人艇航行状态监测系统,采用PC 客户端显示平台为基础界面,Mysql作为云数据库,云平台终端作为云服务端。通过对数据库整体设计、数据表结构设计及数据库应用,完成无人艇航行状态监测数据的集中管理,使得该系统能高效快捷为岸基端和云服务平台提供数据可视化、航迹查询、历史数据查询等功能服务,实现多点实时监测无人艇航行状态。

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    • 豪华邮轮洗衣房噪声源测量与舱室噪声分析

      沈奕成, 夏利娟, 谢晨曦

       DOI:

      摘要:

      为研究豪华邮轮噪声控制技术,需对豪华邮轮振动噪声源进行全面的分析研究。本文以豪华邮轮主洗衣房噪声源为例,使用扫描声强法确定其声功率,将设备声功率作为统计能量分析的输入,预报豪华邮轮洗衣房及其相邻舱室的噪声,评估洗衣房噪声源对舱室噪声水平的影响程度,同时研究邮轮内装材料对洗衣房噪声的控制作用。豪华邮轮洗衣房噪声源对主洗衣房影响较大,且典型邮轮内装材料能显著降低洗衣房舱室噪声,上述研究内容能为后续豪华邮轮各类处所稳态噪声源的测量分析提供参考。

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    • 基于温度场和共同规范的船体结构强度研究

      马 欣, 顾金兰, 侯海燕, 朱彦

       DOI:

      摘要:

      船体结构在温度场作用下产生强迫变形以及应力,造成结构强度降低。本文总结了船体结构热应力的计算方法,基于热平衡理论研究了某灵便型油船装货温度80℃时温度场;计算了基于内底板设计的许用货物密度;计算强框的屈服和屈曲强度。计算结果显示叠加共同规范载荷后,温度场引起的热应力会造成舭部结构变形和总应力较大增加引起结构屈服和屈曲失效,因此即使温度小于80℃,也应当在设计时适当考虑温度场影响。本文方法简单快捷,具有重要的工程技术意义。

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    • VLEC B型舱5Ni钢免预热焊接工艺研究

      高米光, 张梓孝, 赵立刚

       DOI:

      摘要:

      针对公司99000立方米超大型乙烷运输船5Ni钢B型舱建造过程中,原5Ni钢焊条焊接前需对钢板进行预热、生产效率相对较低的情况,对OK 92.55、NI-C70S等可用于5Ni钢焊接的焊条进行了化学成分、力学性能、FISCO抗裂性、焊接工艺等试验研究,焊条本身化学成分、力学性能均满足规范要求,且抗裂性能优秀。同时,当焊接参数在合理范围内,OK 92.55、NI-C70S焊条均可在免预热钢板的情况下满足5Ni钢焊接接头的性能要求,OK 92.55、NI-C70S焊条均可用于实船建造。

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    • 绞吸式挖泥船维护保养管理系统的开发与实现

      朱德全

       DOI:

      摘要:

      针对绞吸式挖泥船的维护保养管理问题,提出绞吸式挖泥船维护保养管理系统开发的必要性。通过保养周期管理、备件管理、维护保养发现、缺陷跟踪和数据统计分析,实现对挖泥船船体、系统、设备的全生命周期管理,使用该系统可规范维护保养管理流程,有效提高绞吸式挖泥船的维护保养效率。

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    • 大型船舶上层建筑整体吊装工艺优化设计研究

      刘凌杰, 董利民, 李瑞, 孙瑞雪

       DOI:

      摘要:

      上层建筑是船舶结构中非常重要的模块,在船舶建造过程中,上层建筑整体吊装是其中非常重要的一步。吊装方案中吊钩及吊点的数量和位置都会对结构的应力及变形产生影响。本文利用 MSC.Patran\Nastran 软件对某大型船舶上层建筑整体吊装拟定的三种吊装方案,结构在自重作用下的响应进行了有限元分析,对得到的三种方案吊装过程中上层建筑的应力及变形进行了比较,选出了最优方案。得出的结论可对后续船舶上层建筑整体吊装的吊装方案设计有较强的指导和借鉴意义。

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    • 极寒地区大型倒T型坞门的设计与研制

      蒋梦嫣

       DOI:

      摘要:

      该文详细介绍了国内首次设计并研制的,在极寒地区能够正常开关门使用的大型倒T型坞门,从设备自身要求及工况方面阐述了设计思路。 本文所述倒T型坞门为我国第一次设计和研制的、用于极寒地区的倒T型坞门,具有首创性,对我国今后类似设备产品设计研制具有极大参考价值。 以往文献均未述及坞门能够在低温环境下运作,实际上在寒冷地区的冬季,坞门也因为水域结冰而无法开关,只能处于静止挡水状态。该倒T型坞门上配备的各类防冰系统,均为我国船坞下水设备上首次设计并使用,可满足不同环境温度下的防冰要求,使得坞门在结冰期可正常使用。

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    • 锂电池储能系统在绞吸挖泥船的应用分析

      谷孝利

       DOI:

      摘要:

      绞吸挖泥船在施工过程中绞刀和泥泵负载波动频繁且波动幅值大,为应用锂电池储能系统并发挥其特点提供了前提。同时作为高能耗装备,绞吸挖泥船有着寻求与锂电池储能系统结合的迫切性。文章对国内主流的绞吸挖泥船按照动力系统配置特点进行了分类,对各类型中的典型船舶从动力系统与锂电池储能系统应用结合方面开展相关研究,分析各类型绞吸挖泥船与锂电池储能系统应用结合的可行性,为后续实船与锂电池储能系统应用结合提供依据

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    • 基于Unity3D船厂分段状态看板管理系统设计与实现

      邵子明, 马晓平, 张洪新

       DOI:

      摘要:

      为了提高船舶分段建造效率,监控和分析分段建造流程,基于当前船舶行业分段建造的现状,提出基于Unity3D的船厂分段状态看板管理系统。研究了基于Unity3D看板管理功能设计便利性,分析了在系统界面开发的优势。结合实际生产活动应用,收集反馈信息并改进,能够有效的监测和管理分段制造流程,提高作业效率,达到准时生产。

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    • 基于云架构的船舶建造焊缝检测管理系统研究

      王 晨, 王鹏宇, 许凌

       DOI:

      摘要:

      针对船舶建造焊缝检测中的原始数据缺乏,检测数据集中管理困难,检测结果无法溯源的问题,结合当前船舶建造焊缝的主要检测方式,采用云架构技术,设计研发了船舶建造焊缝检测管理系统。船舶建造焊缝检测管理系统利用先进的云架构技术,能够支持多用户同时在线协同工作,体现了先进造船企业的数字化管理方式,缩短了建造的检测报验周期,减少了质量检验工时,降低了质量检验的管理成本,提高了船舶焊缝检测能力。船舶建造焊缝检测管理系统能够提高造船企业的竞争力,推动造船企业数字化转型升级。

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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

       DOI:

      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

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      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

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      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

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      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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