以典型T型板为研究对象,通过顺序耦合的方法对其在不同约束边界下的焊接残余应力进行数值模拟,后将其作为结构的初始缺陷添加至疲劳分析模块中,完成了含有初始缺陷的典型T型板在不同载荷情况下的疲劳分析.结果表明:残余应力主要分布于焊缝及其附近区域,表现为接近材料拉伸极限的350 MPa左右的拉伸残余应力;理想状态下局部载荷对结构疲劳强度影响大于拉伸载荷,考虑残余应力后结构疲劳强度下降明显.

选取非对称式起重拆解平台作为研究对象,其区别于传统平台的主要特点是采用无横撑非对称的主船体结构并且立柱与上甲板连接处采用大圆弧结构.为验证这种新型平台波浪砰击等非线性效应的性能,使用ANSYS Workbench建立平台三维有限元模型,使用STAR CCM+软件对研究对象和传统平台进行水动力分析,研究2种不同形式对气隙及砰击响应的影响并通过数值模拟研究大弯角连接结构的特点.结果显示:由于目标平台立柱的不对称特性,负气隙位于船体一侧,砰击响应有别于传统的半潜式平台;大弯角连接结构可有效改善立柱与下甲板连接处应力集中问题.针对模拟试验结果可以有目的性地对易发生波浪砰击等波浪非线性现象的关键区域进行结构加强,确保恶劣工况条件下的平台安全性,对相关类型平台设计提供一定的参考.

以非对称式起重拆解平台为研究对象,基于三维势流理论并用水动力软件AQWA对风浪流共同作用下平台的码头系泊能力进行数值仿真,求解各缆绳张力大小,并针对缆绳受力情况对船首尾处及船中处缆绳的连接方式进行优化.结果 表明,不同的连接方式在一定程度上会使缆绳的受力更均匀,能有效地提高缆绳的使用率和系泊的安全性.

以半潜式拆解平台为研究对象,基于有限元理论、时域耦合理论和系泊缆动力分析理论,对非对称拆解平台单侧起吊过程进行数值模拟.结果 表明:起吊过程中,吊物纵荡与横荡运动趋势与平台运动趋势一致;75°吊臂旋转角时,纵荡运动幅度达到最小,而横荡运动幅度达到最大;起吊至一定高度后,文中对360°吊臂旋转角下的平台运动响应进行了分析,找出了大吊载下的危险工况0,30°,90°,并对平台进行了浮态稳性分析,研究成果供工程人员参考.

利用ANSYS Workbench软件通过热-固耦合的方法对T型板结构的焊接过程进行模拟,获得不同应力边界条件下焊接残余应力及变形;然后将残余应力和变形分别添加到力学模型中,同时施加位移载荷研究具有焊接初始缺陷的T型板结构压缩极限强度.结果表明:在焊缝及热影响区存在着较大的拉伸应力,T型面板呈现角变形状态;在分别添加焊接残余应力和变形情况下,T型板极限强度都有下降,焊接残余应力对T型板极限强度的影响较焊接变形影响大.

以容积为135 m3的Mark-III型LNG船围护系统模拟舱为研究对象,通过设计模拟舱低温试验验平台,对模拟舱保温层进行低温试验,主要测量低温试验中预冷过程的绝缘层沿厚度方向的温度变化分布规律和稳定状态下蒸发率大小,分别针对其传热和结构特点建立了模拟舱的传热简化模型,用于模拟舱的预冷温度分布和蒸发率与数值仿真计算,并将计算结果与试验结果进行比较分析.分析结果可以有效检验模拟舱建造过程中各项施工工艺是否达到使用标准,探究了温度产生的应力对船体结构强度的影响.