船舶铝合金增材制造技术的研究现状及展望

摘要: 增材制造技术在船舶装备制造领域极具发展前景,轻量化、低损耗的制造模式大大地提高了能源及材料利用率。受限于铝合金自身冶金特性和增材制造工艺,铝合金构件在增材制造过程中易产生气孔、开裂等冶金缺陷,影响船舶装备的质量安全和可靠性。本研究主要概述了船舶铝合金电弧熔丝增材、选区激光熔化和摩擦搅拌沉积三种增材制造工艺及冶金缺陷控制方面的研究现状及进展,并对船舶铝合金增材制造技术的未来发展方向进行了展望,为船舶铝合金增材制造技术的发展及铝合金构件的缺陷控制提供参考。

大型油船码头靠船墩导管架结构应力分析

摘要:以开水域百米水深的30万吨级油船码头靠船墩结构为研究对象,对导管架结构在环境载荷和船舶载荷作用下的应力开展分析。借鉴海洋油气导管架平台结构形式,结合靠船墩导管架结构主要承受水平船舶载荷的特性设计八腿柱、裙桩基础的靠船墩导管架结构形式。采用Ansys有限元软件建立结构分析模型,根据环境条件、载荷组合等参数对靠船墩导管架结构进行4种不同工况下的静力分析。分析结果显示,在船舶靠泊工况下导管架结构位移和应力达最大值,主要出现在近泥面处主腿柱位置,结构应力满足许用应力要求。研究结果表明百米水深大型油船码头采用导管架结构具有一定的可行性,可为深水油船码头结构选型和设计提供一定的参考。

船用低碳燃料的应用现状及趋势

摘要:为应对碳排放引发的全球极端气候问题,航运业亟须发展低碳动力技术。经系统分析主流低碳燃料(天然气、石油气、绿氨、绿氢、绿甲醇等)在船舶上的应用现状,并基于21万t散货船的CⅡ计算,构建包含燃料特性、加注存储、供给系统等指标的综合评价模型。分析结果表明,当前天然气和石油气最符合短期减排需求;至中长阶段,绿色燃料成本下降到合理区间,综合评价得分:绿醇为0.71、绿氨为0.67、绿氢为0.63,3种燃料将形成主导格局,其中绿醇最具应用潜力。该多维度评价方法具有可行性,为船舶动力低碳转型提供量化决策依据。

低磁钢配油轴密封副的耐磨材料匹配研究

摘要:[目的] 为提高船舶低磁钢配油轴配油密封副的耐磨性能,[方法]针对低磁钢(18Mn12Cr18Ni2N)配油轴,调研选取了五种匹配耐磨材料,开展了物理性能检测;建立了低磁钢材料配油密封副仿真模型,进行了应力场计算和匹配仿真,并对研究材料的匹配性能进行了比较。开展了大载荷和高PV 的初筛试验和细化试验,进行了摩擦因数、磨损量、表面形貌分析等测试数据和摩擦机理分析,对研究材料的耐磨性能进行比较。[结果]通过理论研究结果与试验研究结果一致表明,锡青铜(ZQSn10-1)和铝青铜(SCu6100A)的热应力特性和耐磨性能均优于现役材料巴氏合金(ZSnSb11Cu6)。[结论]因此,锡青铜(ZQSn10-1)和铝青铜(SCu6100A)可以有效提高低磁钢配油轴密封副的耐磨性能。

船用颗粒阻尼能量损耗特性影响研究

摘要:颗粒阻尼技术作为抑制低频振动的重要方式,可应用于抑制船舶低频振动。为探索颗粒阻尼器的耗能机理,本文基于离散单元法对颗粒阻尼器在不同振幅、不同填充比、不同振动频率下的运动状态和耗能进行研究。结果表明:颗粒在填充比为50%的工况下,在不同振动频率和振幅激励时颗粒的运动状态比较丰富,出现了不规律的耗能现象;填充比为70%、90%时,颗粒的耗能随着振动的幅值和频率的增加而增加,特别是在颗粒填充比为70%、振动频率为120Hz、振幅为5mm的情况下,颗粒的耗能达到了顶峰。在损耗因子方面,振幅在1~4mm时90%填充比要明显高于50%、70%填充比;在振幅为5mm时,90%填充比低于70%填充比而高于50%填充比。

碳纤维高速船的船舶主机基座铺层优化应用研究

摘要: 碳纤维复合材料凭借质量轻、强度高、抗疲劳、成形方便等优势在船舶领域发挥着重要作用。设计中充分发挥复合材料的各项性能优势,能够对船舶主机基座进行减重优化。本研究通过试验测试得到SRJXT-740、SR-JLT-742 和SR-JTT-779 等3 种织物的材料参数实测值; 以实测结果作为有限元分析的输入参数,研究不同织物及其铺层层数对船舶主机基座的强度和阻抗影响; 在此基础上优化铺层设计,在结构强度和阻抗与原铺层( SR-JTT-779×5) 的基本相同的情况下,得到SR-JXT-740×4+SR-JLT-742×3 的优化铺层方案,使碳纤维复合材料主机基座的质量降低30%。

“双碳”目标下中国船用绿色甲醇燃料的发展趋势分析

摘要:梳理了绿色甲醇燃料概念,对比分析了生物质路径、电制路径及电−生物质耦合路径等主要制备技术路径方法、减排潜力及其优劣势;总结归纳了中国国家、行业层面有关水运行业醇燃料相关政策,明确推动甲醇燃料在沿海和内河船舶中试点应用、加快甲醇加注站及储存等配套设施建设,梳理了目前中国已发布绿色甲醇相关标准文件,包括船舶甲醇燃料相关指南及聚焦绿色甲醇评价、绿色甲醇产品碳足迹评价团体标准,明确政策标准处于起步阶段;同时基于低排放分析平台(LEAP)构建中国碳排放预测综合评估模型,量化计算中长期中国水运行业能源消耗及碳排放总量,预估2050 年中国水运行业能耗总量约为5800 万~8500 万t标准煤,排放总量将下降至约0.3 亿~1.2 亿t CO2。提出未来中国推进船用绿色甲醇燃料产业发展路径建议,应持续跟踪并深度参与国际海事组织净零框架谈判进展及相关规则建设,结合行业内外优势系统深化水运行业转型路径量化研究,同时先试先行,由点及面,系统推进中国绿色甲醇有序发展。

船舶焊接的自动化与智能化发展趋势

摘要:船厂的焊接生产严重依赖人工,为了应对国际竞争和用工短缺的压力,需要持续推进焊接的自动化与智能化。通过阐述船舶焊接自动化与智能化的关系,指出二者并不是对人工焊接的完全替代,而是要结合船厂生产特点,实现“人机结合”。此外,还总结了船厂焊接的发展趋势,给出了发展建议。

国内外无人艇布放与回收系统发展综述

摘要:安全、可靠、高效、经济和可重复使用的布放与回收系统是开展无人水面艇(USV)布放回收作业所需重要设备。综述当前国内外USV 布放与回收系统的最新研究具有重要意义。对现有USV 布放与回收系统的特点进行比较,结果表明,采用托架吊放式收放技术的USV 布放与回收系统在通用性和经济性等方面相比其他类型布放与回收系统具有显著优势,且其对母船和USV 固有结构的影响较小。在此基础上,从回收引导和捕获对接等方面阐述该型布放与回收系统采用的关键技术,总结国内外USV 布放与回收技术开发面临的难点,展望该技术今后的发展趋势,为后续USV布放与回收系统的研发提供参考。

复合材料自动化制造技术在船舶领域的应用进展

摘要:复合材料因其优异的性能在船舶制造领域得到了广泛应用。传统的手工成型是复合材料船舶制造的主要方式,但它已经无法满足现代船舶对高性能和快速制造的需求。这一挑战催生了复合材料自动化制造技术的兴起,逐步改变着船舶制造的模式。先进自动化制造技术的引入,如3D打印、自动铺放、树脂智能化灌注以及自适应模具辅助成型等技术,显著提高了制造效率并保证了产品质量的一致性,为船舶制造领域带来了新的活力和机遇。本研究详细介绍了4种先进复合材料自动化制造技术,并综述各项技术在船舶制造领域中的实际应用,探讨其优势和局限性,以期为国内船舶制造领域的未来发展提供思路。