經典案例
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船舶海工有限元分析

      現代造船技術正朝著高度機械化、自動化、集成化、模塊化、計算機化方向發展,大型、高附加值船舶工程裝備將成為世界船舶市場競爭的焦點,同時,中國已成為世界第三造船大國,出口市場擴大到了世界60多個國家和地區。2004年以來,我國在一系列高技術船舶的設計上實現了核心技術的突破。在今后一個時期,我國船舶的發展要從兩個方面來考慮,一個方面主要是船型要不斷優化,包括VLCC、集裝箱船、散貨船、游船等等,在國際上形成一批品牌。另一方面,要通過技術創新,不斷開發,要形成一批在國際上有優勢的、高附加值的船型,實現從造船大國向造船強國的歷史性跨越。
     
由于船舶的運行環境十分復雜,而且其運行環境經常是高速、強水流、強氣流等條件,因此,在有限元分析中需要用可靠性高的軟件來計算在復雜載荷條件下結構的靜、動力響應,損傷破壞和系統的壽命。此外,強大的數值運算能力和高效的求解技術,以及快速生成網格的技術,方便的前后處理技術和良好的開放性特征也尤為重要。
      從應用領域來看,船舶行業在設計和有限元分析中遇到的問題主要有以下四個方面:
      1、軍用船舶:主要考慮船舶在戰爭中的生存能力,如水下爆炸的時候抗擊沖擊波的能力;提高艦船的隱蔽性,船載設備在爆炸載荷下的生存能
力等。
      2、游艇和客運船舶:對于小型的船只和游艇,主要是考慮船舶的總體強度,減低振動的影響以及制造成本;對于大型的客船,主要也是考慮船
舶的強度、在風浪中的承載力以及減低振動的影響,并減短設計周期;對于賽艇,主要是提高性能和減輕質量,會設計大量新型復合材料的設施。
      3、商用貨運船舶:主要是提高船舶的質量,提高承載力,尤其是近年來一些新型船舶的出現,如LNG船、LPG船,對設計要求越來越高。
      4、發動機等船舶輔助設施的要求是提高能效、減輕重量、減振降噪。

如何解決上述問題就是船舶海工行業有限元分析的重點。
從船舶海工相關有限元分析來看,在船舶海工領域有許多典型的分析問題,從船舶總體到艦載設備,主要分析對象包括:
* 船舶總體
* 船載設備(如雷達、電子設備、火炮等)
* 動力傳動系統(如曲軸)
* 推進器和扭矩機構
主要分析類型則包括:
* 結構強度
* 模態(濕模態)
* 爆炸載荷下的響應
* 動態沖擊分析
* 熱分析
* 船體擱淺損傷等


 
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