计及温度载荷的沥青船结构强度有限元计算分析
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28000 t多用途船首楼加强结构有限元强度分析本文将针对一艘28000 t多用途船的首楼加强结构进行有限元强度分析。
首先,介绍该船的基本情况和首楼结构设计方案,然后,给出有限元模型和边界条件。
接着,进行计算,并分析其结果。
最后,提出一些建议和结论。
一、船舶基本情况该船为中国造船集团公司设计研究院设计,船长度为190.00m,船宽为32.26m,型深为18.10m,设计总吨位为28000t。
该船为多用途船,可用于散货运输、集装箱运输、油船等不同类型的货物运输。
首楼位于船头部分,是船体结构中较为重要的部分,需要进行加强以达到防护和支撑作用。
二、首楼结构设计方案为了提高首楼强度和稳定性,在船体设计中需要对首楼进行加强。
首先,在原有首楼结构基础上加装侧板,提高侧部强度;其次,加装绞刀柱和纵梁,提高纵向支撑能力;再次,加固首楼底板,增加底部强度。
三、有限元模型和边界条件在进行有限元分析前,需要建立一个精细的有限元模型。
首先,对整个船体进行数值化建模,包括船体的各个结构部分。
然后,按照首楼加强结构设计方案,对首楼部分进行加固,建立新的有限元模型。
接着,需要确定边界条件。
在进行有限元计算时,需要确定边界条件,以便进行一个完整的力学分析。
由于首楼位于船体的前部,处于海浪和风浪影响较大的区域,需要考虑风浪载荷的影响。
同时,还需要考虑船体的移动和弯曲等因素。
四、计算与分析在确定有限元模型和边界条件后,进行了有限元计算和强度分析。
在计算过程中,考虑了船体在不同风浪条件下的载荷,进行了强度分析和振动分析。
根据计算结果可以得出:首楼加强结构设计方案符合设计要求,能够提高船体的强度和稳定性。
在不同风浪条件下,首楼结构都有足够的强度和稳定性,能够保证船舶在航行时的安全性和稳定性。
五、建议和结论针对以上计算和分析结果,提出如下建议和结论:(1) 首楼加强结构设计方案符合设计要求,能够提高船体的强度和稳定性。
(2) 在进行船体设计时,需要综合考虑船舶的航行条件和使用要求,以便确定最佳的结构设计方案。
有限元法在船舶检验工作中的应用研究【摘要】本文围绕着有限元法,具体分析了有限元法的一些特点,并详细分析了其在船舶检验工作中的具体应用,提出了使用有限元法具体过程和需要注意的事项,以期能够让有限元法更好的应用于船舶检验中。
【关键词】有限元法;船舶检验;应用一、前言有限元法具有诸多优势,能够和现代计算机技术充分融合,从而提高船舶检验的科学性和检验结果的准确性。
因此,在船舶检验中利用有限元法是非常具有现实意义的。
二、船舶检验工作随着我国水运经济的快速发展,极大地刺激了国内外航运业和造船市场的发展,同时也出现了一大批低质量船舶充斥其间,给海上人命安全、水域环境和船货安全带来了极大的威胁。
如何通过加强船舶检验管理工作,有效控制低质量船舶成为大家共同面对的问题。
针对船舶检验工作特点,结合监管力量分布实际,要求施工单位、船舶等安全生产责任主体要树立“安全第一”意识,及时将安全工作的具体要求传达给现场施工人员,督促其按章操作,杜绝思想麻痹;要求作业船舶应按规定显示号灯、号型,及时总结检查发现的问题,要求施工单位认真落实整改措施。
船舶检验是船舶检验机构对船舶及其设备的技术状况进行检验、审核、测试和鉴定的总称。
船舶技术证书是证明船舶技术状况的文件。
船舶只有通过相应的检验,才能取得必要的技术证书或保持技术证书继续有效。
三、有限元法的特点据相关资料表明,一个新的产品能够在设计的阶段解决超过60%的问题。
有限元方法是一种求解各种繁复工程问题的重要分析方法,同时也是开展科学研究的重要工具。
运用有限元方法就能够在产品(包括结构以及工艺)设计的时候进行参数的分析与优化,以此来提高产品的质量。
有限元的分析法目前已经成为了取代大量实物进行试验的数值化“虚拟试验”,在该种方法的条件下,大部分的计算分析以及典型的验证性试验进行相互结合能够提高效率以及降低成本。
在对有限元法的使用功能上,其具有以下的特点:1、它是一种完全适用于Windows界面下工作的新程序,且应用更加的简单方便。
0引言1972年Darter 等人首次提出了路面结构可靠度的定义:路面系统在设计年限内,在一定条件下,完成其预定功能的概率。
对于沥青路面的结构可靠度分析,我国工程界用不同的理论和方法,作了大量研究工作,得出了应用于不同方面的结论。
方晓睿[1]用一次二阶矩的中心点法,研究了结构层厚度对整个路面结构的可靠度的影响。
王选仓采用直接积分法避开了路面结构功能函数非线性程度高且设计参数变异范围大的特点,得出准确迅速计算沥青路面结构的可靠度方法[2];娄峰把模糊理论应用到沥青路面结构可靠性的分析中[3]等等。
由于设计参数的不确定性,可靠度因参数的变异性,直接影响到设计的最终成果。
本文从设计角度出发,以弯沉为控制指标,利用有限元软件和自编的程序,对沥青路面的设计参数进行分析,找出了沥青路面可靠指标对各设计参数的不同敏感程度,从而为沥青路面设计参数的拟定提供了重要的信息。
1沥青路面模型的建立(1)根据已有的分析[4]以及现行路面结构设计方法,路面结构受力状况可简化为对称模型。
(2)假设路面结构体系为三层弹性层状理论体系(当设计为多层体系结构时,根据等效换算的原则换算为三层理论体系),层间接触条件为连续接触体系,荷载分布为双圆均布荷载。
各个参数服从正态分布,不服从的通过当量正态化化成正态分布。
(3)由于弹性层状体系在水平和竖直方向上是无限伸展的,因此分析中将结构进行简化,土基底面较深处各向位移为零,两侧水平方向较远处位移为零。
(4)土基厚度根据路面结构选取,依据理论弯沉的大小进行调整[5]。
目前,我国大多数双向4车道高速公路1/4幅路面宽约8m ,因此,模型宽度取8m 。
(5)采用标准轴载即BZZ-100,轮胎压力为0.7MPa 。
当量轮胎接地形式为矩形,取行车方向的轮胎长度为当量圆直径2d (d 为当量圆半径10.65cm )。
宽度L 由式(1)计算,当量轮胎接地面积见图1。
p d 2=2d ·L (1)得到L =pd /2=16.72cm ,因此,轮胎与路面的接触面积简化为0.167m ×0.213m 的矩形[6],接地面积为0.036m 2。
基于有限元的整船结构多学科设计优化一、引言船舶是一种大型的复杂系统,其设计和优化需要考虑多个学科的要求,包括结构、流体动力学、海洋力学等。
传统的船舶设计方法往往是基于经验和试错的方式,效率低下且容易出现设计缺陷。
而有限元方法作为一种现代计算工具,能够有效地模拟和分析整船结构的性能,为多学科设计优化提供了新的途径。
二、有限元方法在整船结构设计中的应用1.结构分析:有限元方法可以对整船结构进行精细的分析,包括强度、刚度、疲劳寿命等方面的性能。
通过有限元模拟,设计师可以得到结构在各种载荷下的应力、应变分布,为结构强度验证和改进提供参考。
2.流体动力学分析:船舶的流体动力学性能对航行性能有着重要影响。
有限元方法可以在流体动力学软件的基础上建立整船模型,模拟船体在水中的运动特性,如阻力、推进力、平稳性等。
通过有限元分析,设计师可以找到最佳的船体形状和尺寸,以实现最佳的航行性能。
3.多学科设计优化:有限元方法还可以与其他学科的分析方法相结合,进行多学科设计优化。
例如,在整船结构设计中,可以将结构分析的结果与流体动力学分析的结果相结合,通过多目标优化算法寻找最佳的设计方案,以满足不同学科的需求。
三、整船结构多学科设计优化的案例分析以一艘型号商船为例,采用有限元方法进行整船结构多学科设计优化。
首先,建立整船结构的有限元模型,包括船体、甲板、支撑结构等。
然后,进行结构分析,得到各个部件在不同载荷下的应力、应变分布。
同时,进行流体动力学分析,模拟船体在水中的运动特性。
最后,将结构分析和流体动力学分析的结果相结合,进行多目标设计优化,以降低船体重量、减小阻力、提高航行性能。
通过多学科设计优化,得到一种最佳的整船结构设计方案,既满足结构强度和刚度要求,又具有较好的航行性能。
这种基于有限元的整船结构多学科设计优化方法,不仅提高了设计效率,降低了设计成本,还能减少设计缺陷,为船舶设计师提供了更好的设计工具和方法。
四、结论。
船舶结构有限元强度分析中的质量控制研究发布时间:2022-02-17T08:27:58.783Z 来源:《防护工程》2021年29期作者:沈强昇[导读] 有限元法在当时已经成为船舶与海洋结构强度设计中广为流行的一种数值方法。
江苏扬子鑫福造船有限公司江苏泰兴 225453摘要:随着现代力学、计算数学以及计算机技术在软、硬件方面的发展,有限元分析无论是在理论还是在计算技术方面都已取得巨大的进步,很多通用程序和专用程序都投入了实际应用,对结构进行有限元分析所需的费用也迅速减少。
当前,结构有限元分析法及其程序已经成为工程设计的标准化工具。
在船舶工业领域,有限元技术被广泛应用于结构设计、可靠性分析、以及船舶结构强度的评估等方面。
关键词:有限元强度分析,质量控制,船舶结构,分析研究1前言有限元法在船舶结构领域的应用最早始于20世纪60年代。
在20世纪60年代中期以前,人们完全依靠手工计算的方法,确定结构内部的应力。
具体的做法是根据经典的固体力学理论,结合结构内部构件多为梁系、板材和加筋板的特点,发展出适合船舶和海洋结构物的船舶结构力学,建立了一系列专用的方法和公式。
但是由于手工计算能力的限制,其计算结果带有明显的局限性和不精确性。
从20世纪60年代中期起,随着计算机和有限元法的发展,计算技术进入迅速发展的阶段。
有限元法在当时已经成为船舶与海洋结构强度设计中广为流行的一种数值方法。
2质量控制体系的初步建立在船舶结构领域,近年来国外一些研究结构和个人对有限元计算过程的质量保证问题进行研究,并取得了一定的研究成果。
船舶结构委员会1996年的报告中明确提出了一套结构静力有限元分析的评估方法,为对结构有限元分析进行评估提供了指导。
2.1初步检验在进行有限元分析前,必须保证与分析有关的文档、资料齐全,计算任务书中明确给出计算目的、计算范围,保证有限元分析程序软件已通过基准测试,性能可靠,能够很好地分析目标任务。
分析者必须经过一定专业培训,且一定的有限元分析经验。