小水线面三体船结构概念设计及有限元分析

小水线面双体船船体结构问题探讨
郑莎莎;郑梓荫
【期刊名称】《船舶工程》
【年(卷),期】2005(27)1
【摘要】本文论述了“小水线面油田交通船”的全船结构有限元分析和船体结构
强度评估,并在此基础上探讨该船型的一些特殊结构问题,包括:船舶的整体刚度控制、应力集中、温度应力以及船舶振动预防等.
【总页数】7页(P12-18)
【关键词】船舶;小水线面双体船;有限元分析;船体结构
【作者】郑莎莎;郑梓荫
【作者单位】上海船舶研究设计院
【正文语种】中文
【中图分类】U663
【相关文献】
1.小水线面双体船桨－轴－船体耦合振动和声辐射分析 [J], 雷智洋;苏金鹏;华宏星
2.小水线面双体船船体总振动固有频率预报研究 [J], 李强;王慧彩;王显正;刘见华
3.小水线面双体船螺旋桨激励船体振动研究 [J], 熊晨熙;殷学文;段勇
4.小水线面双体船尾部结构水下辐射噪声特性及结构优化分析 [J], 朱东华
5.小水线面双体船船体振动差异特性与辐射噪声研究 [J], 王家文;陈新传;刘云生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

小水线面双体船结构及优化设计研究2900字摘要：本文对小水线面双体船的应用现状以及其优缺点的分析，重点论述了其航海性能特点，并从外载荷分析和结构数值分析，探讨了水面航行和水下航行的小水线面双体船结构优化设计措施，并就未来发展进行了展望。

关键词：小水线面双体船；结构；优化设计中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1006―7973（2017）11-0034-021 小水线面双体船概述1.1 小水线面双体船小水线面双体船，SmallWater planeAreaTwinHull，简称SWATH船，又叫半潜式双体船，其主要是由两个船体构成，且有水线面面积小等特点。

2000年，由汕头大洋船舶工业总公司设计、建造了我国第一艘小水线面双体船――“海关201”艇（见表1），弥补了我国在此领域内高性能船型科技领域的空白。

小水线面双体船的船体与支体均为流线型设计，舵和螺旋桨设在船体的主体后端支体宽度较小，小水线面双体船即便是满载其吃水线主要在支体中上部，所占的水线面面积小，航行时兴波阻力也小。

从目前市场上投入运行的小水线面双体船的应用来看，其航速一般在20kn左右。

1.2 小水线面双体船优缺点与常见的单体船舶相比，在相同排水量的设计参数下，小水线面双体船通常其船长小30%-40%，船宽则增大60%-70%；船舶吃水深度要大60%-70%；满载吃水线以下的船体面积大65%-85%。

因此，从实际应用来看，小水线面双体船具有：①良好的耐波性。

由于支柱与水面所接触的水线面很小，受到水中波浪的扰动力影响很小，运动周期长，运动加速度相对很小。

②良好的操纵性。

小水线面双体船的两个螺旋桨安装在船尾，能够保证两个螺旋桨有较大的回转力矩，回转性能良好。

③较宽的甲板。

虽然其排水量只有227t，但其甲板的总宽达到了13.3m，有利于船体布置。

④生命力强。

小水线面双体船上体采取的密闭箱形设计。

具有很好的破损稳性和完整稳性，船体的复原力臂大等优势。

三体船波浪设计载荷的三维时域水弹性理论研究任慧龙;陈亮亮;李辉;张楷宏【摘要】To solve the design wave loads on a trimaran, 3D time⁃domain nonlinear hydroelasticity theory and a non⁃linear design wave method were used to calculate trimaran longitudinal wave loads. The method took an account of the influence of nonlinear factors in the elasticity of the ship hull, hull slamming loads, and other factors. Good matching was found between the calculated hydroelastic values with the three⁃dimensional frequency domain long⁃term prediction value and Lloyds Register ( LR) Trimaran Rules when deriving the trimaran wave load characteristic values. The computed value under ultimate working conditions was shown to be significantly larger than the LR Tri⁃maran Rule value. The authors suggest including ultimate working conditions when checking the trimaran structure strength. This method can provide a reference for a revision of the trimaran rules and for the optimization of the structural design of trimarans.%针对三体船波浪设计载荷问题，本文提出了三维时域非线性水弹性理论和非线性设计波法的计算三体船纵向波浪载荷方法，该法考虑了船体弹性效应和砰击载荷等非线性因素的影响。

新型绿色三体帆船设计项目编号：CXS201407015420 船舶121 xxxx 112352@摘要：在传统帆船的基础上，我们大胆设计出综合运用风能、太阳能的新型帆船。

以自主设计制作的船舶为载体，将风帆助推系统、太阳能储电系统、自主航行系统、人工遥控系统、无线通讯系统、实时观测系统这六大系统完美整合于载体之上。

新型绿色三体帆船的特色在于综合运用绿色能源及管理、易于操纵、优良的耐波性和稳性、实时观测、经济效益高等方面。

关键词：风能，太阳能，三体船，视频导航，小型无人艇项目概况与分工所用燃料的消耗约占全球燃料消耗总量５％左右，由于石油需求的已悄然成为世界上消耗能源的大国之一，在船舶业能源消耗尤其突出。

根据相关能源对于国家的经济发展有着举足轻重的作用，中国经济在快速发展的同时，而且联合国和国际海事组织进一步加人对船舶排放的严格监控，因此发展和利用同时会造成废气、废物过度排放，给自然环境和人类生存环境带来的极大的破坏。

不断上升，导致油价一一路攀升、资源日益枯竭。

发展可再生能源已成趋势，节省燃油已被提升到一个新的层面，视野，引起了各方面的广泛关注，被作为一项重要国策进行大力宣扬和倡导。

本项目中，综合运用风能、太阳能等绿色能源，践行节能环保的理念，我们希望通过将传统风帆和运输船舶的有机结合，探索新世纪的新能源船的研究方向。

本人在项目中主要负责基于CPU构架的“水面无人智能航行器”系统设计。

基于CPU构架的“水面无人智能航行器”系统设计无线遥控选用的无线遥控的范围约为800-1000米。

六通道的遥控接收器作为遥控和船体之间的“桥梁”。

在120A的电调之中，额外增加了一个遥控器控制开关，用于防止意外情况的发生。

这个开关可以切断电机信号。

视频导航在实际使用中，处于对船舶航行环境观察的考虑，以及使用价值的要求，本船首部装有摄像头，用以将视频传至笔记本电脑，达到视频导航的功能。

首先我们的目标是明确的课题研究的预期目标-本课题欲研究开发出一套基于无线电遥控小船，要实现的主要目标有：小船的前进、后退、转向功能和风帆的升降转向功能。

基于Patran的高速小水线面双体船有限元结构强度分析胡犇1,许晟2,梅国辉2,侯国祥1【摘要】摘要: 利用有限元软件MSC.Patran建立了全船有限元模型。

针对小水线面双体船的结构特点提出了总纵弯矩、总横弯矩和水平扭矩等几种载荷的计算公式以及各种不同载荷的组合工况加载方法,对双体船进行有限元数值分析,得到全船的应力及其分布位置。

其研究结果为船身减重和局部结构加强作了准备,并为结构设计人员全面、合理地进行强度分析提供了有效参考。

本文创新地采取了以全船有限元建模的方式对小水线面双体船的结构强度进行数值模拟,根据应力分布云图进行总体结构优化。

【期刊名称】舰船科学技术【年(卷),期】2011(033)010【总页数】5【关键词】关键词: Patran;小水线面双体船;整船有限元分析;结构强度0 引言小水线面双体船(SWATH)是20世纪70年代发展起来的一种新概念高性能舰船。

SWATH船型的大部分排水体积深入水下,大部分有效容积升离水面,二者中间用水线面较小的支柱相连,使它像潜艇、水翼艇一样具有兴波小和受波浪干扰小的特点;又因其船体分成左右2部分,它还具有双体船甲板面积大和复原力臂大的特点。

这些特点的综合效果就表现在该型船舶具有优良的耐波性、显著的快速性、宽敞的甲板面积、较强的生命力和良好的操纵性。

小水线面双体船与常规单体船相比具有优越的耐波性能(在风浪中运动量最小,失速不严重)和宽广的甲板面积,引起了造船界和船东的极大兴趣。

美国、日本等国更掀起了建造小水线面双体船的热潮。

从20世纪70年代开始共建造了50多艘用于海洋考察、水声监听、车客摆渡以及旅游观光的小水线面双体船。

我国从1994年开展小水线面双体船的实用设计研究,2001年建成了第1艘200 t级的海关监管艇,随后又陆续设计并正在建造最高吨位达到2500 t可在全球航行的小水线面双体船,开创了中国造船界一个崭新的领域[2]。

海关监管艇的船体主要尺度为:总长36.0 m,型宽14.6 m,型深7.0 m,片体间距12.1 m,支柱最大厚度1.2 m,下潜体最大直径2.4 m,设计排水量190 t。

小水线面双体船全船应力分布的有限元分析
尹群;姚震球;阳雷军
【期刊名称】《船舶工程》
【年(卷),期】2001(0)2
【摘要】该文依据有关规范和文献 ,针对小水线面双体船的特殊外载及结构形式 ,用有限元法详细分析其全船及局部的应力分布规律 ,并计算出在不同载荷分布、不同结构形式。

【总页数】3页(P9-11)
【关键词】小水线面双体船;应力集中;有限元分析;应力分布规律
【作者】尹群;姚震球;阳雷军
【作者单位】华东船舶工业学院;大连造船厂
【正文语种】中文
【中图分类】U674.951
【相关文献】
1.外倾支柱式小水线面双体船结构的有限元分析 [J], 朱克强;任鸿;李维扬
2.大型小水线面双体船结构强度有限元分析研究 [J], 任慧龙;张清越;江雪云;胡雨蒙
3.渤船重工建造小水线面双体船的优势 [J], 董楠
4.我国第一艘小水线面双体船交船 [J],
5.小水线面双体船结构有限元分析 [J], 岳兴华;毛斌峰;赵经玲;侯德军
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小水线面船的新概念
佚名
【期刊名称】《船舶物资与市场》
【年(卷),期】2012(000)006
【摘要】德国Abeking＆Rasmussen（简称A＆R）船厂是一家专门生产Swath （小水线面）船的船厂。

这种Swath船在行驶时，由于其小水线面面积而不会像常规船舶受到波浪的影响，因此近年来得以开发和利用。

但A＆R船厂意识到，过去该厂设计的Swath船都在22m以下的尺度，在船舶市场上颇受制约，极需探索一种具有能结合稳定性和远洋航行能力的大尺度新一代Swath船，以增强这种船型在市场上的生命力。

【总页数】2页(P44-45)
【正文语种】中文
【中图分类】F766
【相关文献】
1.美、日、德三国大力开发和应用小水线面双体船做海上特种作业船 [J], 郑明;朱军
2.渤船重工建造小水线面双体船的优势 [J], 董楠
3.小水线面三体船与细长型三体船剩余阻力对比分析 [J], 张明霞;韩兵兵;卢鹏程
4.美“司莱斯”号研究船为小水线面四体船 [J],
5.小水线面双体船全船应力分布的有限元分析 [J], 尹群;姚震球;阳雷军
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高速三体船结构设计与强度评估的开题报告一、选题背景及意义：随着社会的发展和技术的进步，太空探索成为了人类探索未知领域的重要手段。

高速三体船是未来太空航行的一种重要形式，具有在不同星球之间实现快速传送的能力，能够使太空探索工作更加高效、更加智能化。

为了确保该船艇在使用过程中的稳定性和安全性，需要进行结构设计与强度评估，以保证其强度和安全性。

二、研究内容：本文主要研究高速三体船的结构设计与强度评估，具体包括以下几个方面：1.高速三体船的结构设计：着重研究高速三体船的外形设计和内部结构设计，确保其在使用过程中的稳定性和安全性。

2.高速三体船的材料选择：通过研究不同材料的强度和耐久性等特性，选定合适的材料用于高速三体船的结构。

3.高速三体船的强度评估：运用有限元分析方法和强度计算技术，对高速三体船的结构强度进行详细评估，确保其能够承受各种外界环境和力量的冲击。

三、研究方法：本文的研究方法主要包括实验和模拟两种方法：1.实验方法：利用实验室测试仪器，对材料的强度、硬度、抗拉性能等进行测试，以确定最适合高速三体船结构的材料。

2.模拟方法：采用有限元分析软件对高速三体船进行强度分析和计算，以评估船艇的结构强度和安全性。

四、研究进度计划：从现在开始，我们计划按照以下步骤进行研究：1.文献调研、理论基础学习和准备；2.确定高速三体船的外形设计、内部结构和材料选择，编写结构设计方案；3.制作高速三体船的实验样品和模型，进行实验检测和模拟分析；4.分析和处理实验和模拟数据，进行结构强度评估；5.总结研究成果，编写论文。

五、预期成果：通过本文的研究，我们将得到以下成果：1.高速三体船结构设计方案和材料选择方案；2.运用有限元分析软件对高速三体船进行强度评估，获得结构强度数据和可靠性评估报告；3.研究成果的实用性：研究成果有助于设计高速三体船的结构和材料，为未来太空探索提供更可靠的运载工具。

以上是该论文的开题报告，祝研究成功。

一、建立有限元模型与ANSY经典版相比，WORKBENCH操作界面更加美观，建模、分析的过程更加智能化，更容易上手。

但作为一个专注于有限元分析的软件，其日渐强大的建模模块(Geometry) 对建立复杂的船体曲面仍显得力不从心。

因此需要在其他建模软件(笔者使用了SolidWorks) 中建立船体实体模型后导入WORKBENCH完成随后的建模和分析工作。

鉴于实体单元在计算中消耗过多的内存和计算时间，本文采用概念建模(Concept) 的方法将船体板定义为无厚度的壳体(SurfaceBody) ，将船体骨架定义为线体(Line Body) ，壳体和线体划分的网格类似于经典版的壳单元(Shell) 和梁单元(Beam)。

1.导入实体模型可采用多种方法导入，如直接将模型文件拖入WORKBENCFProjectSchematic(项目概图)窗口，如图1所示。

还可双击启动Geometry模块后，在其File菜单中选择导入命令，导入后的模型如图2 所示。

模型已冻结，分为船体和上层建筑两部分，船首指向X轴正向，船体上方指向Z轴正向。

坐标原点位于船体基平面、中站面和中线面的交点处。

图2 导入后的模型2.生成舷墙(1)在中纵剖面(ZXPlane) 建立草图(NewSketch) ，进入绘制草图模式。

点击“TreeOutline ” —“Sketching ”，沿甲板边线位置绘制一条曲线。

返回模型模式，点击“ Sketching ” —“ Modeling ” —“ Extrude ”，生成一个SurfaceBody。

(2)沿甲板将船体分开，点击“Create” —“Slice ”，在“ DetailView ” 窗口“ SliceType ”选项中选择“SlicebySurface ”项，“ TargetFace ”选择上一步生成的SurfaceBody，“SliceTargets ”选项中选“ SelectedBodies ”，点选船体结构―“ Apply ” —“ Gen erate ”，原来的船体分成两部分，上面是舷墙部分，下面是船舱部分，如图3 所示。

小水线双面体船不少船型科学家预言，不久的将来，世界上许多船舶，都会采用小水线双面体船型。

那什么是小水线双面体船？它究竟有些什么优缺点呢？小水线双面体船，以深置水下的双下体，小水线面的双支柱和宽敞的上船体三部分组成。

它的特点是优良的耐波性，能平稳执行海上作业，晕船率低；波浪中失速小，能在恶劣海情下保持高航速，零航速下运动响应小，适于“全海勤”坚持高出勤率；甲板面积及有效舱容宽敞，利于总体布局。

上可起降直升机，下可收放深潜器；操纵性良好，利于安全实施海上靠舷；生存能力较强，正常与破损稳性较高；船体表面外形简单，通常是二维曲面，建造工艺没难度。

当然小水线双体船也存在船体结构复杂，重量比相当排水量的单体常规船大；载重量变化使吃水变化十分敏感；双体配置设备量大，控制系统复杂，造价相对高等问题。

但这并不妨碍性能优越的小水线面双体船得到广泛应用。

如小水线面双体船十分适于用作交通艇、客船、调查船、工作船、救生船、巡逻艇、导弹艇、反潜护卫艇、直升机母舰等等。

Small water plane and twin hull craft (SWATH) Many experts in the ship style realm has predicted that in the near future there will be more SWATH in the world .However what is SWATH ,what virtue and defect it has ?here comes the details.SWATH is composed of twin hull which is deep located below the water ,small water plane double stanchion and the capacious superstructure.so it has good seakindliness and low seasickness rate and could carry out sea works smoothly;it hardly lose its power in the strong seawave so it can keep high speed during the bad weather ,in addition this kind of vessel has low static movements under the zero speed and is suitable for all-weather sailing.it has a large deck area which can be used for air plane to take off and landing and available cabin capacity, all of these arrangement is useful for its whole layout.otherwise it has good maneuvering condition and can execute safety approach with other vessels during in the sea. It has good normal and damaged stability which can keep the strong viability of this vessel. Its hull surface is always simple which is planar curve ,and is easy to make out. Although there have some defects for it such as the complicated hull structure and the more heavy weight compared with the vessel has same tonnage.and its draft is very sensitive to the variety of its loading .in addition there have more equipments , complex control system and high coast for its twin hull arrangement .But these cannot stop the comprehensive using of this kind of vessel ,for example it has bright future using for traffic boat ,passenger ship ,survey ship ,task boat ,saving ship ,patrollingboat,missile boat ,antisubmarine frigate,mothership for helicopter etc.。