高冰级螺旋桨疲劳强度研究

摘要:以某 PC2 冰级螺旋桨为研究对象,将 IACS 规范中2 组交变冰载荷工况的静强度有限元计算数据为输入,分析螺旋桨在应力频率谱和累积疲劳损伤率(MDR)这2 种疲劳准则下的疲劳性能,提出了一种合理和可行的冰区螺旋桨疲劳强度计算方法,并分析了螺旋桨侧斜、纵斜、剖面型式及平均应力修正理论对冰载荷作用下螺旋桨疲劳性能的影响。研究表明:对于非大侧斜桨,正侧斜角和正纵斜角均对疲劳性能有利;导缘和随缘加厚的冰区翼型能显著改善疲劳性能,有利于在保证疲劳强度的情况下实现冰区螺旋桨的轻量化;相对于传统的修正理论,IACS 推荐的平均应力修正理论偏于保守。论文提出的冰区螺旋桨疲劳强度计算方法得到了“雪龙2”号实船走航监测数据的验证。

舰船超声波防海生物污损技术应用试验研究

摘要:针对舰船的海生物腐蚀污染问题,对超声波防海生物污损技术在海水阀箱、螺旋桨上的应用进行试验研究,同时检验超声波装置对海水阀箱、螺旋桨金属材料力学拉伸和冲击性能的影响。结果表明:在63 天的试验周期内,超声波防污技术对海生物的生长与附着有一定的抑制作用,对海水阀箱、螺旋桨金属材料的力学性能、冲击性能和表面涂层性能等基本无影响。研究结果证明了超声波防海生物技术的价值,并排除了应用风险,对舰船超声波防海生物技术的实船应用具有一定的指导意义。

船用碳钢大气腐蚀行为的研究进展

摘要:大气腐蚀是船用碳钢最常见的腐蚀形式之一,在造成巨大经济损失的同时严重威胁舰船安全。因此,对船用碳钢大气腐蚀行为的研究具有重要意义。为明确船用碳钢在远洋(Cl-) 、酸性(SO2) 和沿海(Cl-、SO2) 大气环境下的腐蚀行为,本文基于Q235钢梳理了船用碳钢的大气腐蚀机理,在此基础上,分析了碳钢在三种大气环境下的腐蚀特点、锈层形貌和腐蚀产物; 同时,系统性归纳总结了大气腐蚀的试验方法和分析方法;最后,对涂层防护机理和失效问题进行了综述,为舰船在典型地区大气腐蚀行为的预测和防腐设计提供理论依据。

船用薄板激光-电弧复合焊工艺研究

摘要:采用激光-电弧复合焊对船用AH36级6mm薄板进行焊接工艺对比试验。在不改变其他参数的情况下,通过改变预热功率与焊接速度,分别进行试验。结果表明:当焊前预热功率为20kW、焊接速度为2300cm/min时,焊缝成形良好且检测无缺陷,硬度分布均匀,拉伸接头强度高于母材,弯曲试样表面无可见裂纹,冲击吸收能量符合标准,是最优的参数组合;当焊前预热功率为5kW、焊接速度为2100cm/min时,焊缝成形余高较高,焊缝熔合线+2mm处冲击吸收能量过低。

船舶碳捕集、利用与封存技术综述

摘要:追踪了国内外围绕船舶碳捕集、利用与封存(CCUS)技术开展的研究,梳理了重点内容和主要研究成果;从CCUS不同技术路径的优缺点出发,分析了目前CCUS技术在船舶上的应用可行性;针对发展迅猛的液化天然气船舶,提出了开展CCUS的技术路线;总结了目前船舶CCUS技术存在的问题,针对性地提出了建议,并探讨了船舶CCUS关键技术的发展方向。研究结果表明:船舶CCUS技术可以在短期内显著减排,且适用于营运和新造在内的绝大多数含碳燃料船舶;国外正在积极部署船舶CCUS技术实船验证研究,但国内的研究多处于概念设计与仿真研究阶段;由于改造简单,技术成熟度高且成本低,燃烧后捕集法中的化学吸收法目前最适用于船舶碳捕集,但要解决能耗高和系统尺寸大等问题,需加快探索性能更优良的先进化学溶剂及更具革命性的捕集方法;液态存储是目前最成熟的存储方式,但还需要提升其安全性与经济性;亟需加快构建以大型CO2运输船为主的储运方式,推进港口与海洋平台CO2转驳、接收的基础设施建设;CO2在海洋油气田驱油驱气、淡化海水及能源催化重整等领域应用前景广阔,但船舶CO2利用技术亟待规模化、产业化和相关产业技术协同发展;将液态CO2或干冰进行海洋封存是未来的发展趋势,但亟需完善相关标准和法律法规,推动封存配套装备和技术开发;需要探索出一整套标准化、系统化的碳排放管理模式,推动CCUS技术配套发展,构建完整、绿色、经济、高效的船舶CCUS产业链。

船用材料运输工装的研发与应用

摘要:在多批量、多船型并行建造的总组阶段,原有的龙门吊、塔吊等吊装资源已无法满足所有材料的吊装需求,需按任务的轻重缓急及申请顺序进行吊装作业。由于巨型总段等晒装材料物量巨大,吊运作业无法满足作业需求,造成经常性等待作业,导致现场人员出现作业等工、误工的工时浪费。为此,研发了一种适用于多工况船舶建造场景作业的材料运输工装,在吊车等资源不足的情况下,可以长期有效地运输材料,以满足现场材料吊运需求。

焊接机器人在船舶建造中的应用与发展

摘要:为了响应《推进船舶总装建造智能化转型行动计划(2019—2021)》的提出,提高造船的质量、效率和效益,增加我国船舶行业的国际竞争优势,我国船舶行业应迅速提升船舶焊接装备技术,加快推广焊接机器人在船舶行业中的应用与研究,逐渐完成船舶建造智能化的转型。为此,主要阐述了国内外学者关于管道型焊接机器人、吊篮式焊接机器人、移动式焊接机器人及龙门式焊接机器人的研究,并结合焊接机器人在船企应用的案例,对船舶焊接机机器人发展趋势进行探讨。

水下无人航行器发电及储能技术研究

摘要:自水下无人航行器出现以来,关于其发电和储能系统的研究就从未停止。对适合长期部署的自供电水下无人航行器的需求一直在增长,需进一步研究小规模海洋梯度能源系统。本文综述了利用海洋热能(海水温差、相变材料和热电发生器)和海洋环境能(风能、太阳能和波浪能)的发电技术,总结其优缺点。同时,介绍目前及未来用于水下无人航行器的储能电池,包括锂电池、燃料电池、半燃料电池等。最后,对水下无人航行器电池的未来发展方向进行讨论,为其发电及储能技术发展提供一定参考。

柔性表皮与鲨鱼体表粘液耦合作用减阻效果数值模拟

摘要:本文采用粘流数值模拟方法,通过Workbench搭建双向流固耦合求解器,对粘液析出的柔性平板减阻效果进行数值模拟研究。结果表明,耦合粘液析出与柔性覆盖层可进一步提升减阻效果。粘液与柔性平板耦合之后,起到了进一步减阻的作用。从减阻效果来说,粘液与柔性平板的减阻技术可行,能在粘液减阻基础上进一步减少16.3%~21.20%

海底门声学计算及水下多孔介质材料降噪

摘要: 分别建立船舶海底门的声场模型和声-固耦合模型,对海底门的声传递损失、结构湿模态进行计算,获取海底门降噪设计需避开的共振频率。建立海底门的流体模型,采用URANS和FW-H对流场及水动力噪声进行数值计算,云图显示格栅背面出现了显著的流动分离及压力脉动,且压力峰值条带沿着格栅对角线方向分布,频谱曲线显示海底门水动力噪声以低频为主。数值计算表明,当仅将海底门钢制格栅替换成水下多孔介质材料时降噪3.4dB。共振频率计算及水下多孔介质材料应用为海底门声学设计提供了思路。