船舶船體的案例
【科普】膠黏劑在船舶船體上的應(yīng)用
在傳統(tǒng)船舶修造行業(yè)中，多采用鉚接、螺接、焊接等固定方式，這些固定方式受材料材質(zhì)、形狀、厚度、大小、硬度等方面的制約，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成船舶主體結(jié)構(gòu)損壞，降低了船舶使用的可性，增加了船舶維護(hù)成本。
隨著膠黏劑技術(shù)的發(fā)展成熟，膠黏劑逐漸取代傳統(tǒng)鉚接、螺接、焊接等固定方式。由于船舶長(zhǎng)期航行于江、河、湖、海等復(fù)雜惡劣環(huán)境中，氣候多變，突發(fā)事故常見，因此對(duì)膠黏劑提出了特殊要求，如必須耐海水、耐大氣老化、耐油、耐高低溫交變、阻燃、耐振動(dòng)，一些艙內(nèi)粘接要求膠黏劑無(wú)毒、無(wú)味、美觀，船舶修造一般要求現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，工藝要求簡(jiǎn)單快捷。
一、膠黏劑在船舶船體上的應(yīng)用
在船體復(fù)合材料中的應(yīng)用
船用玻璃鋼，即玻璃纖維增強(qiáng)塑料，之于傳統(tǒng)材料有以下特點(diǎn)：質(zhì)輕、高強(qiáng)，耐腐蝕、抗化學(xué)附著，介電性和微波穿透性好，沖擊韌性好，外觀美觀，可設(shè)計(jì)性優(yōu)良，成本低廉，工藝簡(jiǎn)單已經(jīng)廣泛應(yīng)用于漁船、游輪、賽艇、潛艇、掃雷艇的制造。玻璃鋼在船體裝配中一般采用膠接和機(jī)械連接并用，既利用膠接的優(yōu)越性，又保證了接頭的足夠強(qiáng)度和可靠性。連接的步驟是先膠接后機(jī)械連接，常見應(yīng)用于船舶工業(yè)中玻璃鋼粘接。
在船體金屬結(jié)構(gòu)中應(yīng)用
船舶的船體金屬結(jié)構(gòu)中，大量使用了如碳鋼高強(qiáng)度鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、鑄鐵以及鋁合金、鎂鋁合金、鈦合金等金屬合金材料。這些金屬主體結(jié)構(gòu)，一般采用焊接方式進(jìn)行連接，但是為了降低應(yīng)力集中，提高不同金屬材料耐化學(xué)腐蝕性，可采用膠接方式進(jìn)行連接。如雙組分丙烯酸、雙組分環(huán)氧等。
潛艇消聲瓦安裝中的應(yīng)用
消聲瓦是隨現(xiàn)代吸聲材料的發(fā)展而逐漸成熟起來的一種新型潛艇隱身裝備。
展開 船舶設(shè)計(jì)軟件Bentley Maxsurf：初步船體設(shè)計(jì)軟件
通過 MAXSURF 中的一整套集成的船舶建造工具來查看并優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)。創(chuàng)建適合的船體形狀，符合穩(wěn)定性要求，最大程度減少供電需求，并保證船員與乘客在各種海洋狀況下的舒適度。對(duì)梁和板結(jié)構(gòu)初步進(jìn)行建模和應(yīng)力分析，確保符合寬厚度的前提下，最大程度減少結(jié)構(gòu)重量。
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MAXSURF Enterprise – 通過為 MAXSURF Advanced 擴(kuò)展基于概率的破損穩(wěn)定性、高級(jí)的運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析，以滿足最嚴(yán)苛的要求。
軟件功能
評(píng)估船舶合規(guī)性
使用集成的分析工具，確保遵循國(guó)際穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)并平衡各項(xiàng)船舶性能要求。執(zhí)行各種分析，其中包括完整性和破損穩(wěn)定性、動(dòng)力和阻力計(jì)算、船體運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析。
為海洋船舶建模
通過使用向?qū)Ш徒换ナ讲輬D工具，為任何類型的船舶創(chuàng)建復(fù)雜的三維船體外型。借助易于使用的工具對(duì)模型做出經(jīng)測(cè)量的更改，系統(tǒng)地探索設(shè)計(jì)備選方案。應(yīng)用轉(zhuǎn)換，提高初始船體設(shè)計(jì)過程的生產(chǎn)率。
展開 自推式的自升式船舶的船體優(yōu)化
DEKC Maritime 公司正在負(fù)責(zé)一艘自推式的自升式船舶的改造設(shè)計(jì)和施工工程。針對(duì)這次改造，增加了樁腳（頂升腿的“腳”）的尺寸，以降低施加在海床上的壓力。此外，為了增加貨物裝載量，不僅增加了設(shè)計(jì)吃水，并且沿著船的側(cè)面增加了支撐。
增大的樁腳，更深的吃水以及增加的船梁對(duì)于升級(jí)后船舶的水動(dòng)力特性有顯著影響。對(duì)于擴(kuò)大的樁腳來說尤其如此，這些增大的樁腳尺寸太大而不能嵌入船體。由于沒有對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行任何改動(dòng)，因此保持較低的附加阻力是必不可少的，這樣可以使得原始 12 節(jié)設(shè)計(jì)速度下的速度損失被降至最低。
流動(dòng)體幾何
因此，為了避免額外的阻力，DEKC Maritime 公司圍繞樁腳設(shè)計(jì)了流線型流動(dòng)體，并將這些流動(dòng)體的設(shè)計(jì)和舷側(cè)支撐的設(shè)計(jì)結(jié)合起來。下面顯示的是原始布置（帶有藍(lán)色樁腳），沒有流動(dòng)體的新布置（帶有綠色樁腳），以及有流動(dòng)體的最終布置（流動(dòng)體以紅色顯示）。
原始布置（左），沒有流動(dòng)體的新布置（中）和最終布置（右）
使用 CAESES 進(jìn)行舷側(cè)支撐和流動(dòng)體幾何的設(shè)計(jì)。廣泛地使用 CAESES 的內(nèi)置工具（如f-splines 和 meta-surfaces）用于創(chuàng)建幾何圖形，并根據(jù)需要編寫附加功能。最終的幾何形狀由現(xiàn)有的船體形狀和一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)定義。隨后，這些設(shè)計(jì)參數(shù)被施加約束，以求得到既能提供最小阻力又能滿足施工要求的設(shè)計(jì)。
流動(dòng)分析（CFD）
為了評(píng)估并且降低升級(jí)對(duì)船舶阻力和推進(jìn)的影響，DEKC Maritime 公司建立了一套初步的設(shè)想，并在 FINE / Marine 中對(duì)這些設(shè)想進(jìn)行了分析。
展開 從鋁合金到碳纖維，粵船企發(fā)力新材料船型建造
江龍船艇認(rèn)為，相比傳統(tǒng)船艇，鋁合金船艇重量更輕、抗撞擊性更強(qiáng)，具有阻力小、航速高、艇體強(qiáng)度和剛度高且可環(huán)?；厥盏忍攸c(diǎn)，將是未來公務(wù)執(zhí)法、旅游休閑、客運(yùn)交通船艇的發(fā)展方向；英輝南方則認(rèn)為，未來至少10年內(nèi)，鋁合金材料都屬于國(guó)內(nèi)船舶建造的高端材料。目前，開發(fā)滿足國(guó)內(nèi)客戶需求的各類高端鋁合金船型，開拓“一帶一路”沿線市場(chǎng)，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)占有率，是廣東鋁合金船舶建造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要方向。
勇于開拓新路謀商機(jī)
在鋁合金船舶領(lǐng)域的探索和取得的成績(jī)并沒有讓廣東船企止步。廣東省船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)陳建榕認(rèn)為，廣東船企一貫注重高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品的研發(fā)，往往寧愿犧牲一部分產(chǎn)量和利潤(rùn)，而選擇開發(fā)“雙高”船型，儲(chǔ)備前沿技術(shù)。
從國(guó)際船舶技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來看，碳纖維材料具有較好的發(fā)展前景。這種新型非金屬材料具有高比強(qiáng)、高比模、耐疲勞、抗蠕變、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、吸能抗震等一系列優(yōu)異性能。以當(dāng)前的技術(shù)，碳纖維材料用于船舶建造，船體重量、油耗可比同樣尺寸的鋁合金船減少30%以上，且航速更快、排放量低、安全性能大大提升，既節(jié)能環(huán)保，又方便維修。
廣東是改革開放的前沿陣地，廣東船企從來不懼做“第一個(gè)吃螃蟹的人”。2016年初，新船重工母公司廣東省航運(yùn)集團(tuán)有限公司通過入股挪威BRAA船廠，在該廠建造了我國(guó)第一艘使用碳纖維材料制造的高速客船“金珠湖”號(hào)，用于粵港水路客運(yùn)市場(chǎng)。
展開 
航運(yùn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型：氨燃料的應(yīng)用與安全監(jiān)測(cè)
這可以在保證燃料充足的同時(shí)，幫助遠(yuǎn)洋船舶提高船體空間利用率。
運(yùn)輸成本低。當(dāng)氨以液態(tài)被使用時(shí)，儲(chǔ)存和輸送系統(tǒng)無(wú)需過于復(fù)雜，僅需對(duì)常規(guī)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行微小改動(dòng)，改變壓縮比和更換耐腐蝕的管線即可，這大大降低了運(yùn)營(yíng)成本。
氨燃料的應(yīng)用安全
盡管氨燃料具有顯著的環(huán)境效益，但其毒性和安全性仍然是重要的考量因素。
空氣中過量的氨氣會(huì)直接刺激人的眼睛和皮膚。其次，氨氣會(huì)通過呼吸道進(jìn)入并危害人體。此外，NH3 易溶于水，人也有可能通過接觸或飲用含 NH3 的水而中毒。無(wú)論作為貨物運(yùn)輸還是燃料，無(wú)水液氨泄漏造成的氨氣濃度超標(biāo)對(duì)船上人員都相當(dāng)危險(xiǎn)。因此，相關(guān)船舶上都必須安裝氨氣氣體濃度監(jiān)測(cè)裝置，并能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回安全保護(hù)系統(tǒng)以做出反應(yīng)。
針對(duì)氨氣氣體濃度監(jiān)測(cè)，工采網(wǎng)推薦英國(guó)Alphasense的氨氣傳感器NH3-AF、NH3-B1和日本Figaro的FECS44-1000氨氣傳感器 。
氨氣傳感器NH3-AF是電化學(xué)氣體傳感器，線性輸出，精度和穩(wěn)定性高，氨氣檢測(cè)范國(guó)：0-100ppm,廣泛應(yīng)用于化工，制冷等領(lǐng)域。
電化學(xué)氨氣傳感器NH3-B1氨氣傳感器NH3-B1主要用于檢測(cè)大氣中氨氣的濃度，NH3-B1是四電極電化學(xué)氨氣傳感器，線性電流輸出，信號(hào)易于處理，靈敏度高，適合應(yīng)用于惡劣環(huán)境.
Figaro的氨氣傳感器FECS44是獨(dú)特的電化學(xué)原理NH3傳感器。它最引I人注目的特點(diǎn)是受H2S的干擾小，暴露在NH3中卓越的耐用性和獨(dú)特的防漏液結(jié)構(gòu)。這些特性使得傳感器在NH3檢測(cè)儀和測(cè)儀更好的應(yīng)用。
氨燃料作為一種潛在的碳中和燃料，有望在航運(yùn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。它不僅有助于減少溫室氣體排放，還能避免傳統(tǒng)化石燃料帶來的其他環(huán)境問題。然而，氨的毒性和安全性需要特別關(guān)注，采用先進(jìn)的氨氣傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是確保安全的關(guān)鍵措施之一。
展開 使用 Fidelity FINE Marine 預(yù)測(cè)船體阻力曲線
指定垂直于船體表面的邊界層網(wǎng)格達(dá)到 30 到 80 之間的 y+ 值。鑒于本研究中涵蓋的弗勞德方案的多樣性，為每個(gè)計(jì)算速度生成了新網(wǎng)格。在每個(gè)模擬的最后階段，自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化與船體附近的自由表面標(biāo)準(zhǔn)一起使用，以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。最終的網(wǎng)格由大約 5 到 750 萬(wàn)個(gè)單元組成。
在模擬中，推進(jìn)力被建模為作用在噴水器動(dòng)作中心的力?？諝庾枇Ρ唤槭┘釉谡嫱队皡^(qū)域中心的力。
55 節(jié)時(shí)的波型（左）、不同船體站的船首波浪剖面以及 55 節(jié)時(shí)船體上的流體動(dòng)力壓力（右）。
模型測(cè)試
船體模型由涂有油漆的泡沫和木材制成。它具有符合 1:16 線性比例的流體動(dòng)力學(xué)光滑表面光潔度。在湍流刺激下，從船首到第 17 站，細(xì)沙粒沿著龍骨粘在船體上。
阻力測(cè)試是使用 MARINTEK 的高速鉆機(jī)拖曳的模型進(jìn)行的，包括阻力、縱傾和下沉測(cè)量。在測(cè)試設(shè)置中，模型可以自由起伏、橫搖和縱傾，但在所有其他自由度上都是固定的。
空氣阻力對(duì)吃水線以上投影面積的影響包含在基于船舶投影面積的預(yù)測(cè)中。
船體和波型的底部和透視圖。
轉(zhuǎn)換為總船舶阻力
使用形狀因子方法將船體模型（數(shù)字或?qū)嶒?yàn)）轉(zhuǎn)換為全尺寸船舶。該方法假設(shè)總阻力可分為粘性阻力和剩余（由于渦度、興波和破波）阻力 CR。粘性阻力是通過將摩擦阻力 CF 乘以恒定形狀系數(shù) k0 來確定的，這對(duì)于模型和船舶是相同的。此外，假定模型和船舶的剩余電阻 CR 相同。
將數(shù)值或?qū)嶒?yàn)結(jié)果換算成船舶總阻力RTs時(shí)，通過經(jīng)驗(yàn)公式考慮船體表面粗糙度的影響。結(jié)果以無(wú)量綱總船舶阻力 CT 的形式表示。
結(jié)果
下表比較了從模型試驗(yàn)方法和 CFD 方法獲得的預(yù)測(cè)總船舶阻力。對(duì)于所有速度，結(jié)果一致在 0.7% 以內(nèi)。水動(dòng)力縱傾角在 0.5 度以內(nèi)一致。
展開 案例36-基于VCCT的復(fù)合材料疊層T形接頭裂紋擴(kuò)展模擬
突出顯示了以下特性和功能：
• 用于能量計(jì)算的VCCT
• 裂紋擴(kuò)展模擬
介紹
復(fù)合材料T形接頭應(yīng)用廣泛，從航空航天結(jié)構(gòu)中的機(jī)身加強(qiáng)件到遠(yuǎn)洋船舶中船體和艙壁之間的載荷傳遞接頭。
下圖顯示了典型的T形接頭幾何結(jié)構(gòu)：
T形接頭由層壓面板組成，通過復(fù)合材料覆蓋層和三角板（間隙填料）連接。
因?yàn)楦矊雍腿切螛?gòu)成了船體和艙壁之間的載荷傳遞路徑，所以接頭的強(qiáng)度取決于兩個(gè)部件的強(qiáng)度。由于界面的質(zhì)量和缺陷的存在，覆層可能是分層的主要來源。
T形接頭模擬顯示了使用基于VCCT的裂紋擴(kuò)展在機(jī)械拉脫載荷情況下的分層擴(kuò)展。使用VCCT的能量釋放率計(jì)算基于這樣的假設(shè)：分離表面所需的能量與閉合相同表面所需能量相同，因此裂紋擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)是能量釋放率。由于裂紋通常沿界面生長(zhǎng)，基于VCCT的裂紋生長(zhǎng)模擬是模擬層壓復(fù)合材料界面分層的有效技術(shù)。
問題描述
二維T型接頭模型是一種基于碳纖維的編織復(fù)合材料，具有兩個(gè)層壓編織層和三角形。由于對(duì)稱性，使用一半模型用于模擬。下圖顯示了具有疊層細(xì)節(jié)的層壓板的示意性配置。
主要的分層首先發(fā)生在曲線區(qū)域的三角形和覆層之間的界面上，然后逐漸增長(zhǎng)到層壓板的末端。在第一分層過程中，第二分層也開始于兩個(gè)完全分離面板的面板之間。因此，基于對(duì)T形接頭失效的研究，將層間應(yīng)力較高的兩個(gè)臨界位置視為初始失效點(diǎn)。對(duì)于模擬，在這些關(guān)鍵位置定義了兩個(gè)小裂紋，如圖所示：
斷裂能和層間材料強(qiáng)度基于參考結(jié)果。
基于VCCT的裂紋擴(kuò)展模擬需要以下操作：
• 指定二維界面元素（INTER202）。
• 計(jì)算能量釋放率（CINT）。
展開 常見船舶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
船體是船舶的基本部分，可分為主體部分和上層建筑部分。船體結(jié)構(gòu)大都用鋼材，由板材和型材組合成板架結(jié)構(gòu)。
（1）主體部分：一般指上甲板以下的部分，它是由船殼(船底及船側(cè))和上甲板圍成的具有特定形狀的空心體，是保證船舶具有所需浮力，航海性能和船體強(qiáng)度的關(guān)鍵部分，一般用于布置動(dòng)力裝置，裝載貨物、儲(chǔ)存燃油和淡水，以及布置其他各種艙室。為保障船體強(qiáng)度，提高船舶的抗沉性和布置各種艙室，通常設(shè)置若干強(qiáng)固的水密橫艙壁(或同時(shí)包括縱艙壁)和內(nèi)底，在主體內(nèi)形成一定數(shù)量的水密艙，并根據(jù)需要加設(shè)中間甲板（一層或數(shù)層）或平臺(tái)，將主體水平分隔成若干層。
（2）上層建筑位于上甲板以上，由左、右側(cè)壁，前、后端壁和各層甲板圍成，其內(nèi)部主要用于布置各種用途的艙室，如工作艙室、生活艙室、貯藏艙室、儀器設(shè)備艙室等。上層建筑的大小、層樓和型式因船舶用途和尺度而異，一般都設(shè)首樓，而上層建筑的主要部分則位于機(jī)（爐）艙區(qū)域之上。運(yùn)輸貨物船舶的上層建筑長(zhǎng)度較短，而客船和科學(xué)考察船的上層建筑則是很講究的。
雜貨船結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
雜貨船通常采用混合骨架式船體結(jié)構(gòu)。在貨艙區(qū)設(shè)有兩層以上的甲板，底部為雙層底結(jié)構(gòu)。其中，上甲板和雙層底是縱骨 架式結(jié)構(gòu)，下甲板和舷側(cè)是橫骨架式結(jié)構(gòu)。
展開 什么？焊接平臺(tái)也有“卷王”？五面都能用，效率直接翻倍
使用注意事項(xiàng)
為了保證焊接平臺(tái)的精度和使用壽命，使用過程中需注意：
安裝與調(diào)試
平臺(tái)安裝時(shí)應(yīng)支撐在主支點(diǎn)處，并調(diào)整至水平狀態(tài)
底部可調(diào)地腳螺栓可實(shí)現(xiàn)快速水平校準(zhǔn)，適應(yīng)不平整地面
使用規(guī)范
工件應(yīng)輕放，避免撞擊平臺(tái)表面
嚴(yán)禁在平臺(tái)表面進(jìn)行錘擊作業(yè)
工件重量不得超過平臺(tái)的額定載荷
使用完畢后及時(shí)卸下工件，避免長(zhǎng)期壓置導(dǎo)致變形
維護(hù)保養(yǎng)
每天使用完畢需擦凈工作面，涂上防銹油
長(zhǎng)期不用時(shí)建議涂黃油、鋪白紙，并用木板罩保護(hù)
避免在潮濕、腐蝕、過高或過低溫度環(huán)境下存放
定期檢定精度，檢定周期一般為1年
四、應(yīng)用領(lǐng)域
鑄鐵焊接平臺(tái)廣泛應(yīng)用于多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域：
機(jī)械制造：機(jī)床配件、齒輪箱體焊接
汽車制造：發(fā)動(dòng)機(jī)支架、底盤連接件焊接
鋼結(jié)構(gòu)工程：大型結(jié)構(gòu)件焊接拼裝
船舶制造：船體分段焊接（多塊平臺(tái)拼接使用）
工程機(jī)械：挖掘機(jī)、裝載機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接
五金制品：鈑金件、框架結(jié)構(gòu)批量焊接
五、發(fā)展趨勢(shì)
隨著制造業(yè)向智能化、柔性化方向發(fā)展，鑄鐵焊接平臺(tái)也在不斷演進(jìn)：
模塊化設(shè)計(jì)：采用標(biāo)準(zhǔn)化單模塊設(shè)計(jì)，通過高強(qiáng)度螺栓快速拼接，可根據(jù)工件尺寸靈活組合，設(shè)備投入成本降低40%-60%
高精度化：拼接處定位精度控制在±0.05mm以內(nèi)，整體平面度誤差≤0.08mm/m，確保大型工件焊接基準(zhǔn)精度
與自動(dòng)化設(shè)備集成：現(xiàn)代焊接平臺(tái)越來越多地與工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化焊接設(shè)備配套使用，滿足智能制造需求
表面處理技術(shù)升級(jí)：采用等離子氮化、高頻淬火等處理工藝，臺(tái)面硬度更高（≥45HRC），耐磨抗焊渣飛濺，使用壽命可達(dá)10年以上
總結(jié)
鑄鐵焊接平臺(tái)作為鉚焊工藝的基礎(chǔ)設(shè)備，以高強(qiáng)度鑄鐵為材質(zhì)，經(jīng)嚴(yán)格熱處理消除內(nèi)應(yīng)力，采用科學(xué)的箱型筋板結(jié)構(gòu)確保剛性和抗沖擊性，通過T型槽或孔系系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工件的靈活固定。
展開 船舶碰撞同步損傷過程研究MSC.Dytran
隨著船舶運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，海上事故也有所增加，船舶碰撞更是時(shí)有發(fā)生。船舶碰撞一般涉及撞擊船和被撞船兩方，發(fā)生碰撞時(shí)它們同時(shí)會(huì)有不同程度的損傷變形，但對(duì)這一過程進(jìn)行準(zhǔn)確地理論分析卻非常困難。本文采用非線性有限元數(shù)值仿真方法，同時(shí)考慮了撞擊船和被撞船結(jié)構(gòu)雙方的變形，對(duì)船舶碰撞同步損傷過程進(jìn)行了研究。
一、前言
船舶碰撞是船體結(jié)構(gòu)在很短的時(shí)間內(nèi)，在巨大沖擊載荷作用下的一種復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程。一般來說，碰撞至少涉及一艘被撞船和一個(gè)碰撞物體，或者兩艘船舶。根據(jù)被撞船中心線與碰撞船或物體速度矢量的相對(duì)位置，碰撞分為正碰和斜碰，而結(jié)構(gòu)響應(yīng)與相對(duì)位置有很大的關(guān)系。
在最危險(xiǎn)的直角碰撞中，撞擊船艏和被撞船舷側(cè)結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度和能量吸收是兩個(gè)關(guān)鍵。在一般的船舶碰撞研究中，不論是理論方法還是有限元分析方法，通常只考慮被撞船舷側(cè)的變形，而把撞擊船的船艏設(shè)定為剛體以簡(jiǎn)化計(jì)算及分析。比如，一般的船舶舷側(cè)板遭球鼻艏撞擊時(shí)的理論公式及簡(jiǎn)化公式中，都將撞擊船艏視為剛體，從而大大簡(jiǎn)化碰撞分析過程。在有限元模擬船舶碰撞的分析中，通常將被撞船的舷側(cè)撞擊區(qū)處理成可變形結(jié)構(gòu)，撞擊船的艏部作剛體處理，這樣可以大大簡(jiǎn)化分析和計(jì)算，也是偏安全的，一般可以作為近似結(jié)果。但若從碰撞研究的角度來看，考慮碰撞雙方的真實(shí)變形和吸能，對(duì)船舶碰撞過程進(jìn)行真實(shí)模擬也是必不可少的，因此本文采用大型動(dòng)態(tài)分析軟件MSC.Dytran，對(duì)撞擊船艏部和被撞船舷側(cè)的同步損傷特性進(jìn)行碰撞仿真研究。
二、碰撞模型
為了研究一種比較普遍且危險(xiǎn)的狀態(tài)，本文假設(shè)兩艘相同型號(hào)的船發(fā)生垂直碰撞，碰撞時(shí)它們的吃水狀態(tài)相同，正浮于水面。為了減少建模工作量，縮短計(jì)算時(shí)間，不必將兩艘船舶的全船模型作為有限元分析的計(jì)算模型。
展開 [轉(zhuǎn)帖]船舶碰撞同步損傷過程研究MSC.Dytran
來自： 振動(dòng)論壇
隨著船舶運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，海上事故也有所增加，船舶碰撞更是時(shí)有發(fā)生。船舶碰撞一般涉及撞擊船和被撞船兩方，發(fā)生碰撞時(shí)它們同時(shí)會(huì)有不同程度的損傷變形，但對(duì)這一過程進(jìn)行準(zhǔn)確地理論分析卻非常困難。本文采用非線性有限元數(shù)值仿真方法，同時(shí)考慮了撞擊船和被撞船結(jié)構(gòu)雙方的變形，對(duì)船舶碰撞同步損傷過程進(jìn)行了研究。
一、前言
船舶碰撞是船體結(jié)構(gòu)在很短的時(shí)間內(nèi)，在巨大沖擊載荷作用下的一種復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程。一般來說，碰撞至少涉及一艘被撞船和一個(gè)碰撞物體，或者兩艘船舶。根據(jù)被撞船中心線與碰撞船或物體速度矢量的相對(duì)位置，碰撞分為正碰和斜碰，而結(jié)構(gòu)響應(yīng)與相對(duì)位置有很大的關(guān)系。
在最危險(xiǎn)的直角碰撞中，撞擊船艏和被撞船舷側(cè)結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度和能量吸收是兩個(gè)關(guān)鍵。在一般的船舶碰撞研究中，不論是理論方法還是有限元分析方法，通常只考慮被撞船舷側(cè)的變形，而把撞擊船的船艏設(shè)定為剛體以簡(jiǎn)化計(jì)算及分析。比如，一般的船舶舷側(cè)板遭球鼻艏撞擊時(shí)的理論公式及簡(jiǎn)化公式中，都將撞擊船艏視為剛體，從而大大簡(jiǎn)化碰撞分析過程。在有限元模擬船舶碰撞的分析中，通常將被撞船的舷側(cè)撞擊區(qū)處理成可變形結(jié)構(gòu)，撞擊船的艏部作剛體處理，這樣可以大大簡(jiǎn)化分析和計(jì)算，也是偏安全的，一般可以作為近似結(jié)果。但若從碰撞研究的角度來看，考慮碰撞雙方的真實(shí)變形和吸能，對(duì)船舶碰撞過程進(jìn)行真實(shí)模擬也是必不可少的，因此本文采用大型動(dòng)態(tài)分析軟件MSC.Dytran，對(duì)撞擊船艏部和被撞船舷側(cè)的同步損傷特性進(jìn)行碰撞仿真研究。
二、碰撞模型
為了研究一種比較普遍且危險(xiǎn)的狀態(tài)，本文假設(shè)兩艘相同型號(hào)的船發(fā)生垂直碰撞，碰撞時(shí)它們的吃水狀態(tài)相同，正浮于水面。為了減少建模工作量，縮短計(jì)算時(shí)間，不必將兩艘船舶的全船模型作為有限元分析的計(jì)算模型。
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常見船舶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
航運(yùn)小百科
船體是船舶的基本部分，可分為主體部分和上層建筑部分。船體結(jié)構(gòu)大都用鋼材，由板材和型材組合成板架結(jié)構(gòu)。
（1）主體部分：一般指上甲板以下的部分，它是由船殼(船底及船側(cè))和上甲板圍成的具有特定形狀的空心體，是保證船舶具有所需浮力，航海性能和船體強(qiáng)度的關(guān)鍵部分，一般用于布置動(dòng)力裝置，裝載貨物、儲(chǔ)存燃油和淡水，以及布置其他各種艙室。為保障船體強(qiáng)度，提高船舶的抗沉性和布置各種艙室，通常設(shè)置若干強(qiáng)固的水密橫艙壁(或同時(shí)包括縱艙壁)和內(nèi)底，在主體內(nèi)形成一定數(shù)量的水密艙，并根據(jù)需要加設(shè)中間甲板（一層或數(shù)層）或平臺(tái)，將主體水平分隔成若干層。
（2）上層建筑位于上甲板以上，由左、右側(cè)壁，前、后端壁和各層甲板圍成，其內(nèi)部主要用于布置各種用途的艙室，如工作艙室、生活艙室、貯藏艙室、儀器設(shè)備艙室等。上層建筑的大小、層樓和型式因船舶用途和尺度而異，一般都設(shè)首樓，而上層建筑的主要部分則位于機(jī)（爐）艙區(qū)域之上。運(yùn)輸貨物船舶的上層建筑長(zhǎng)度較短，而客船和科學(xué)考察船的上層建筑則是很講究的。
展開 應(yīng)用多元化 國(guó)產(chǎn)貨發(fā)力 碳纖維產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生哪些變化？
中船重工第七二五所研究員 李想
在船舶艦艇應(yīng)用方面，中船重工第七二五所研究員李想表示，高性能船舶的船體結(jié)構(gòu)對(duì)耐疲勞、長(zhǎng)壽命、抗沖擊等性能都有很高要求。李想指出，當(dāng)前碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用面臨多種需要解決的共性問題，首先是碳纖維復(fù)合材料與金屬結(jié)構(gòu)連接電化學(xué)長(zhǎng)期可靠性問題：無(wú)論在船舶還是深潛器領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料與金屬結(jié)構(gòu)在海水環(huán)境由于電位差極易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。其次是高深海應(yīng)力下碳纖維復(fù)合材料性能退化與壽命評(píng)估技術(shù)：無(wú)論潛器還是潛艇，碳纖維在殼體應(yīng)用不可避免面臨海水滲透/吸濕，在深海下其性能退化規(guī)律研究不足。再次是工藝技術(shù)：包括大厚度碳纖維復(fù)合材料固化應(yīng)力控制技術(shù)和低成本大絲束碳纖維滲透率技術(shù)等。
中材科技（成都）有限公司技術(shù)中心主任 米寬
中材科技（成都）有限公司技術(shù)中心主任米寬介紹到，氣瓶是汽車、化工、機(jī)械、航天、造船、海洋開發(fā)等領(lǐng)域普遍采用的一種主要的儲(chǔ)氣壓力容器，復(fù)合氣瓶是氣瓶中的一種重要形式。復(fù)合材料氣瓶是在金屬或者非金屬內(nèi)膽上環(huán)纏繞和全纏繞纖維材料組合結(jié)構(gòu)的纏繞氣瓶。與金屬容器相比，復(fù)合材料氣瓶重量輕，纖維材質(zhì)的比強(qiáng)度高，在減輕重量的同時(shí)提高氣瓶的承載能力。工作壓力越高重量?jī)?yōu)勢(shì)越大；對(duì)于35MPa、70MPa等高壓力儲(chǔ)氫氫氣瓶一般考慮使用碳纖維全纏繞復(fù)合氣瓶，即type Ⅲ和type Ⅳ氣瓶。此外，碳纖維復(fù)合材料氣瓶還具有耐環(huán)境性能好，使用壽命可達(dá)30年（玻璃纖維的使用壽命一般為15年），安全性高，具有爆破前先泄漏的疲勞失效模式等特點(diǎn)。
展開 2017 歐洲復(fù)合材料市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告（一）
典型產(chǎn)品包括風(fēng)電機(jī)艙罩、游泳池、船體或附件外殼、特種車輛的附加組件、原型和模具。在建筑/基礎(chǔ)設(shè)施部門也可以使用這些材料，例如建筑外墻等。
這一細(xì)分市場(chǎng)的相對(duì)疲軟，部分是由于使用其他閉模工藝而產(chǎn)生的替代效應(yīng)，部分是因?yàn)橹哺谝粋€(gè)強(qiáng)大的趨勢(shì)，即將這些零部件的生產(chǎn)外包給非歐洲國(guó)家。盡管這一部分的增長(zhǎng)相對(duì)疲軟，但有些產(chǎn)品，由于它們只能通過手糊成型或噴射成型來生產(chǎn)，因此即便是在在歐洲，也能確保這些產(chǎn)品在市場(chǎng)上始終有一席之地。
5.3 RTM
使用RTM（樹脂傳遞模塑）成型工藝制造的部件繼續(xù)保持著比復(fù)合材料平均增長(zhǎng)速率更強(qiáng)的增長(zhǎng)趨勢(shì)，目前以接近3.5%的速度擴(kuò)張，現(xiàn)在總共生產(chǎn)了146000噸。與前幾年一樣，這類產(chǎn)品涵蓋了使用封閉模具制造的所有部件。為提高RTM工藝的高技術(shù)水平（自動(dòng)化能力，使用不同的纖維和基體材料，優(yōu)化循環(huán)周期等）的應(yīng)用以及具有里程碑意義的項(xiàng)目（如寶馬i3結(jié)構(gòu)部件的生產(chǎn)）的發(fā)展，已使得大量的公司和研究機(jī)構(gòu)投入巨資來用于該技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用。如今，這些生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。RTM也可以用于大型組件的制備，但與其他工藝相比，它仍舊很難縮短生產(chǎn)周期時(shí)間。RTM的應(yīng)用包括車身結(jié)構(gòu)、風(fēng)機(jī)外殼、船舶、船體上層建筑、體育和休閑行業(yè)等。
上述提到的數(shù)量基本上局限于“傳統(tǒng)”的RTM工藝且不包括使用灌注工藝的玻璃鋼制造技術(shù)。目前無(wú)法獲得準(zhǔn)確的歐洲RTM生產(chǎn)數(shù)量，但估計(jì)在大約300000噸的范圍。這其中大約一半的數(shù)額是用于風(fēng)電葉片的建設(shè)。海洋部門也對(duì)該行業(yè)非常重要。
5.4 連續(xù)生產(chǎn)工藝
2017年，使用連續(xù)生產(chǎn)工藝加工玻璃鋼部件的產(chǎn)量增長(zhǎng)了5%，這超過了其他任何工藝方法的增長(zhǎng)率。這種增長(zhǎng)在近幾年保持著積極的趨勢(shì)?？偵a(chǎn)量在146000噸范圍。
平面板材生產(chǎn)的較大市場(chǎng)份額增長(zhǎng)了4.5%，至93000噸。
展開 CFD學(xué)習(xí)：船型優(yōu)化
作者Cadence CFD 解決方案
關(guān)鍵要點(diǎn)
船體是船舶或船舶與流體接觸的主要部分。
理想的船體形式可減少阻力，同時(shí)提高船舶在不同海洋條件下的速度、效率和機(jī)動(dòng)性。
CFD 模擬有助于運(yùn)行海洋結(jié)構(gòu)與流體之間相互作用的多次迭代，以確定作用的水動(dòng)力，直到找到理想的船體形狀優(yōu)化參數(shù)。
用于船型優(yōu)化的船舶模型
與水接觸的船舶或海船的主體是船體。它的作用是覆蓋和保護(hù)船舶的內(nèi)部空間、機(jī)械和部件，但這并不是它的全部作用。它還用于提供結(jié)構(gòu)支撐，減少阻力和振動(dòng)，并確保船舶的浮力和穩(wěn)定性。
然而，船體周圍的流體流動(dòng)行為會(huì)顯著影響船體功能的實(shí)現(xiàn)方式。船舶工程師需要研究不同的船體形式選項(xiàng)或船體形式優(yōu)化程序，以滿足不同海洋條件下所需的性能規(guī)格。在本文中，我們將了解用于船體形狀優(yōu)化的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD) 方法如何能夠提高船舶的水動(dòng)力性能。
精心設(shè)計(jì)的船體的重要性
船體是關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)直接關(guān)系到船舶的性能、效率和安全。精心設(shè)計(jì)的船體表明：
精心設(shè)計(jì)的船體
精心設(shè)計(jì)的船體質(zhì)量
所需的設(shè)計(jì)特征
阻力降低
光滑彎曲的船體
改善浮力和穩(wěn)定性
更寬的船體和更大的橫截面
增強(qiáng)機(jī)動(dòng)性
更尖更窄的弓（船體的最前點(diǎn)）
改進(jìn)的適航性
狹窄的船體和鋒利的船頭
這些設(shè)計(jì)特點(diǎn)通過提高速度和降低燃料消耗確保船舶的水動(dòng)力效率。
展開 船舶船體的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
船舶船體船舶通用術(shù)語(yǔ) 船體結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及振動(dòng)船體船體建造船體建模船體結(jié)構(gòu) 船舶海工 船體結(jié)構(gòu)船舶結(jié)構(gòu)船體結(jié)構(gòu)起重機(jī)船體結(jié)構(gòu)克令吊結(jié)構(gòu)克船舶船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)散貨船艙蓋的所有散貨船艙蓋船體結(jié)構(gòu)船舶結(jié)構(gòu)船體結(jié)構(gòu)船舶阻力預(yù)測(cè)：帶船舵的 kcs 船體aqwa如何根據(jù)船舶型線圖建立船體模型船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)（舾裝）第一篇 船體設(shè)備
