摘要：结构疲劳破坏是造成船舶与海洋结构物的主要破坏模式之一,对于双层底船体某些结构形式,其疲劳强度问题尤为突出。选取某大型散货船为研究对象,依据整船有限计算结果以及大量文献调查,确定疲劳损伤部位,对船体双层底过渡区典型节点及优化后节点分别设计和开展缩比模型试验,综合试验与有限元计算结果验证了疲劳试验以及优化方式的可靠性,并采用D曲线与CCS《船体结构疲劳强度指南》对节点模型进行疲劳强度评估,结合疲劳试验结果进一步说明,该优化方案对双层底船体类似节点的结构设计具有一定借鉴意义。

摘要：活塞作为柴油机关键部件之一,通过台架试验评估其使用寿命成本昂贵,因此为分析某型号国产研制改进后的柴油机活塞在热-机负荷作用下的疲劳寿命,以该V型增压柴油机的活塞为研究对象,建立活塞连杆机构装配体有限元模型,计算了活塞在热载荷下的温度分布和热-机耦合作用下的应力分布。在此基础上,将实测的柴油机命。计算结果表明,由于活塞头部工作环境恶劣、头部和裙部的接触面受螺栓预紧力挤压,使得活塞的短寿命区出现在燃烧室侧壁面与活塞裙顶部截面突变处;活塞裙部疲劳寿命满足厂商设计使用寿命45000 h,活塞头部仅在特定存活率下满足设计使用寿命45000 h。

摘要：[目的]为研究船舶与碎冰作用过程中船体冰压力的分布情况,对航道碎冰条件下的极地船舶进行数值模拟分析。[方法]采用离散元法(DEM)对船舶与碎冰进行建模,假设碎冰是由理想的二维圆盘构成,并考虑海流对碎冰单元的浮力、拖曳力及附加质量的影响;利用MT Uikku号冰水池模型试验结果对数值模型进行验证,对比分析不同航速和冰况对船体区域冰压力的影响。[结果]结果显示,当船舶在航道碎冰中运动时,冰载荷主要集中在船首;船首区域的冰压力随冰厚、航速和碎冰密集度的增加而增大,其中冰厚是影响冰压力幅值最大的因素;碎冰区航行船舶的首部区域冰压力影响最大,船首过渡区冰压力影响显著。[结论]所提数值分析方法可为极地船舶安全航行和结构设计提供一定的参考。

摘要：自主水下航行器(AUV)具有自主灵活、机动性强、扰动小和可塑性强等优点,是克服极地冰盖限制,探索两极冰下世界的重要方式。梳理各国极地AUV技术的发展与部署现状,介绍部分典型极地AUV的配置、应用与技术参数等,并对极地AUV关键技术进行详细分析,包括总体设计及优化技术、冰下导航与通信技术、极地布放回收技术、低温防护技术等内容。结合极地特殊环境条件与冰下作业需求,讨论极地AUV的未来发展趋势,为后续极地AUV的研制提供参考。

摘要：为了提高海流、海浪、水下噪声等扰动下的AUV三维轨迹跟踪精度,提出基于递归免疫网络在线辨识的PID自整定轨迹跟踪控制器(PID-RINN)。首先建立AUV的运动学模型,并将其深度距离、首向角和俯仰角作为控制变量,设计了基于神经网络在线辨识的PID控制器;然后借鉴生物免疫系统的信息处理机制构建了递归免疫网络;接着将水下机器人在水平面上距预瞄路径点的侧向距离定义为疫苗,并联合细胞隐层输出接种到递归免疫网络的突触隐层;最后基于梯度法实现了递归免疫网络辨识下的PID控制器在线自整定。测试结果表明,与PID、PID_GA、PID_RBF相比,文中轨迹跟踪控制的平均和最大位置误差分别平均减少31.91%和25.81%,平均和最大首向角误差分别平均减少32.54%和25.27%,以及平均和最大俯仰角误差分别平均减少61.93%和61.26%,从而验证了文中递归免疫网络在线辨识的AUV三维轨迹跟踪具有高控制精度,以及强扰动抑制优点。

摘要：为解决内河船体壁面坞内或水下人工清洗附着物费用昂贵且周期长的问题,设计一种履带式水下清洗机器人。通过建立机器人的静力学模型,求解机器人所需静态稳定条件下的最小吸附力,借助Maxwell仿真求解优化限定尺寸下,采用N-S正反充磁和Halbach磁路的成组永磁体最佳性能的尺寸参数。结果表明,优化后Halbach磁路成组的永磁体可以满足油漆层和附着物总厚度不超过10 mm,而N-S正反充磁成组的磁体只能满足总厚度不超过6 mm的安全附壁。制造功能样机实验验证了机器人可以满足10mm以内间距的附壁要求,为下一步机器人的工程性应用奠定基础。

摘要：基于航运界双碳减排的要求,针对船厂进行自主技术研发的几个关键问题进行分析;(方法)具体在研发定位、职责、开发梯度、运营方式和项目经济性等方面展开分析;在专业船舶技术研究所和船厂施工设计中间找到了专有的定位,并基于EPC方案展开甲醇、氨和LNG燃料的经济性分析。结果表明,船厂进行自主研发具有必要性和迫切性;而在经济性上,氨和甲醇的净现值非常接近,解决运行期间燃料成本支出问题并降低初始改装成本,是进行方案优选的关键。

摘要：提出一种基于随机森林的有限元模型修正方法,能够快速、准确地给出导管架海洋平台结构模型的修正参数。选定平台不同的设计参数,对设计参数和基频进行Pearson相关性分析,得到与基频相关系数较大的参数,并重新设计试验参数获得基频。通过随机森林网络增加两者之间的非线性差异,验证网络精度及其泛化能力。结合实测数据,对比分析有限元模型的修正的效果。结果表明:模型的回归分数可达0.998,修正后的有限元模型可更准确地反映真实平台的动力特性。

摘要：海工装备具有工件量极大、研制周期长、边设计边制造等特点,造成工件加工时间不确定、并行设备关联度低等现象,最终导致调度方案的实际完工时间与计划完工时间吻合度偏低。针对该问题,建立带有工件转移时间、特定设备约束和模糊时间的混合流水车间调度模型,提出一种用于求解海工装备制造车间调度问题的改进遗传—和声搜索算法。采用基于工件和设备的矩阵编码方式,提出新的Slope算法用于生成初始种群;基于线性排序和禁忌搜索策略对交叉算子进行改进,使用两种变异算子提高算法全局寻优能力;嵌入和声搜索算法用于增强局部搜索能力。通过性能测试及实例验证表明,相较于已有方法,所提算法具有更好的解和较好的实际应用价值。

摘要：使用旁路分流熔化极惰性气体保护焊(bypass current metal inert gas welding,BC-MIG焊)在水冷条件下增材制造镍铝青铜(nickel aluminum bronze,NAB)和25号钢复合结构,以评估异种金属增材制造的可行性.通过光学显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机和硬度测试仪研究了热处理前后复合结构的微观组织和力学性能的影响.通过X射线衍射仪研究了界面附近残余应力,结果表明,在BC-MIG焊的低热输入和水冷的高冷却速率下,结构件表面成形良好且自由变形较小,接头未发现缺陷和裂纹.热处理促进了Cu,Fe元素的相互扩散,扩散层由4μm提高到了17μm,但界面没有形成Fe-Al金属间化合物层.在水冷条件下,钢的残余应力分布在−350~−250 MPa之间,而NAB的残余应力差异较大,在−550~90 MPa之间.拉伸试验结果表明,热处理后,由于残余应力降低,结构的抗拉强度略微降低,但断后伸长率明显提高.创新点:(1)将BC-MIG焊和水冷结合用于NAB/钢增材制造,有效控制了焊接热输入,解决了NAB/钢界面渗透裂纹和脆性金属间化合物问题.(2)采用适当的焊后热处理提高了韧性并降低了残余应力,阐明了残余应力降低的机理.