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

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。

基于Patran的高速小水线面双体船有限元结构强度分析

第３３卷第１０期２１０１年ｌ月０
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ．３．Ｎｏ１１３．Ｏ
ＳＩＣＩＨＰＳＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
０ｃ．．２１ｔ０１
基于Ｐｔｎ的高速小水线面双体船ａａｒ有限元结构强度分析
ｃａａｔｒｓｉｓｏＷＡＴＨ，ｅｅａｏｍｕａｏｈｏｄｓｏｈｒｎｓｅｓｌｍｏｅ பைடு நூலகம் ｉ — ｌｎｅｈｒｃｅｉｔｃｆＳｓｖｒｌｆｒｌｓｆｒｔｅｌａｆｔｅｔａｖｒａｍｎ，ｎｐａｍｏｎａｄｍｅｔｎ
关键词：Ｐｔｎａａ；小水线面双体船；船有限元分析；结构强度ｒ整
中图分类号：Ｕ６．６１４文献标识码：Ａ
文章编号：１７ — ６９２１）００４ — ４６２７４（０１ｌ — ０６０
ＤＯ：０３０／．ｓｎ１７ — ６９２１．００１Ｉ１．４４ｊｉ．６２７４．０１１．１ｓ
ｄｅｅｏｅＢａｅｏｔｉＦＥＭａａｙｉｆｒｈＳＡＴＨｉｍａｅｎｓｒｓｄｓｒｂｔｏｏｈｓｉｉｖｌｐｄ．ｓｄｎｈｓ，ｎｌｓｓｏｔｅＷｓｄａｄｔｅｓｉｔｉｕｉｎｆｔｅｈｐｓｏｔｉｅｂａｎｄ．Ｒｅｕｔｏｈｐｐｒｏｌｓｒｅｏｐｉｚｔｅｕｌｓｌｓｆｔｅａｅｃｕｄｅｖｔｏｔｍｉｅｈｈｌｗｅｇｔｎｌｃｌｔｕｃｕａｓｒｎｔｆｒｉｈａｄｏａｓｒｔｒｌｔｅｇｈｏ

小水线面双体船结构及优化设计研究2900字

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。

小水线面双体船

1．世界各国发展小水线面双体船的概况
世界上小水线面双体船自20世纪80年代开始迅速发展，应用繁多。按功能划分，海上作业用得最多；交通客运和油田服务次之；军用靶场保障、水声监听为第三；旅游娱乐为第四；其他用于试验演示。
美国1983年建成的“海影”号，是隐身先进技术演示船，显示出小水线面双体船在未来高性能船和水面舰艇发展中的重要地位；1991年建成的“胜利”号，是世界上首次成批建造的小水线面双体船；1998年建成的“完美” 号，排水量和拖带水声阵的能力都加大，耐波性更好，作为美海军对核潜艇监视的勤务保障船。在高速小水线面发展的过程中还出现了四支柱、四潜体小水线面船“SLICE”号。SLICE的基本设计目标是在保持SWATH原有耐波性能的前提下减小阻力，提高航速。
小水线面双体船的排水容积大部分深浸于水中，支柱的水线面积很小，可大大减小兴波阻力，并使海浪的干扰作用明显减弱，从而减少船在波浪中的摇荡运动和波浪拍击，其耐渡性优于普通船型和一般双体船。同时具有双体船的各项优点，即甲板面积大；稳性、操纵性、高速时的快速性均优于普通船型。但其低速时的功率消耗较大，吃水较深，为保证其纵向运动稳定性需加装自动控制水平鳍，增加了技术的复杂性和造价。
(4)湿面积大，摩擦阻力较大。小水线面双体船的湿表面积与同等排水量的单体船相比增大80%左右。故小水线面双体船低速航行时。由于摩擦阻力所占比例较大，其总阻力也较大。
(5)机器设备布置维护与检修比较困难，主要是因为水下潜体与支柱体内部空间狭小。小型的小水线面双体船由于其下潜体容积小，难于布置主机，故将主机设于上船体内，通过垂直传动来驱动螺旋桨，这增加了技术复杂度。
优点
小水线面双体船的主要优点有：
(1)耐波性好。远离水表面的下潜体占小水线面双体船排水量大部分，当它在波浪中航行时，所受到的波浪扰动力比常规单体船和常规双体船小很多。所以，小水线面双体船的耐波性比同等排水量的单体船好，且横摇周期长，经实船验证小水线面双体船千吨级的横摇周期与万吨级的单体船相当，横向运动小。另外，小水线面双体船的几何形状变化调整空间大，这与单体船是不同的，设计人员可以通过改变下潜体的几何形状、重量分布等多种手段，调整小水线面双体船的垂荡、纵摇和横摇运动固有周期来避开海区中波浪出现频率高的周期，从而降低其在海上的运动响应。

三体船波浪设计载荷的三维时域水弹性理论研究

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

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

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

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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