随机-非概率模型下的船体结构屈服强度可靠性分析

针对在役舰船船体载荷、材料属性的随机特性和实船勘验得出的腐蚀损伤下船体抗力区间特性,提出一种基于随机概率理论和区间非概率理论的随机-非概率可靠性分析模型,分别从区间变量随机化和随机变量区间化两个角度给出该模型的可靠性指标求解方法。基于该模型对某舰船船体结构屈服强度进行可靠性分析,结果表明:该模型既体现了结构变量的客观不确定性又减弱了评估结果的盲目保守性,对于既含有随机变量又含有区间变量的在役舰船的可靠性评估具有很强的适用性。     

现役船体结构可靠性评估理论研究现状及展望

作为现役船体结构可靠性评估的关键技术,可靠性评估理论直接决定了可靠性评估结果的有效性和置信度。从可靠性评估理论的计算原理、度量指标计算及工程应用等方面阐述了传统可靠性评估理论和非概率可靠性评估理论的发展历程及研究现状,分析、总结了各可靠性评估理论在现役船体结构可靠性中的优势及不足,给出了今后开展相关研究的展望,并指出了现役船体结构可靠性研究的重点。     

老龄舰船总纵强度状态评估可行性研究

针对老龄舰船船体结构评估问题,首先引入了中国船级社2011版《现有船状态评估程序指南》;然后,论述了老龄舰船的腐蚀特点及腐蚀程度测定方法,并给出了剩余剖面模数计算方法。再以某舰船为例,依据该指南对其典型舱段总纵强度状态进行了评估;最后,运用ABAQUS有限元软件直接对该舱段的现有状态总纵强度进行了计算并与《现有船状态评估程序指南》得出的总纵强度状态评估结果进行了对比分析。结果表明:该指南对于老龄舰船技术状态评估具有良好的可行性和适用性。     

舰船静置爆炸气泡时总纵强度计算方法研究

新型"大气泡能"概念武器在水下爆炸能产生大气泡,对船体总纵强度造成很大影响,有可能使舰体发生纵向折断或倾覆。为研究这种作用,建立了舰船静置爆炸气泡时总纵弯曲强度的理论计算方法。采用静置爆炸气泡的假设,将气泡产生的浮力损失和压力差转化为等效载荷,计算气泡作用后船体的总纵弯矩和剪力并进行强度校核。以某舰艇为例进行计算,结果表明,爆炸气泡作用下船体的剪力和弯矩比静浮状态增大很多,船体发生纵向折断破坏的危险性也随之增大。     

纵骨的故事

众所周知,现代驱护舰的船体结构形式以纵骨架式为主。其中,在主船体外板和各层甲板广泛分布的纵骨扮演了极其重要的角色。虽然单根纵骨并不起眼,但众多纵骨的集合却为舰船总纵强度做出了重要贡献。那么这样的"小块头"究竟蕴含了怎样的"大智慧"呢?选材     

用非概率理论分析混合不确定性结构的可靠性

针对不确定性结构可靠性分析中的输入变量分布参数具有不确定性和输入变量为区间模型的混合不确定性结构展开研究。考虑到可用信息最少的情况,将分布参数的不确定性描述为区间模型。通过等概率转换方法将随机变量与其分布参数进行分离,使问题转化为随机与区间变量混合的可靠性问题,建立了混合不确定性问题的可靠性分析模型。基于非概率可靠性理论,建立混合不确定结构分析模型的二级极限状态函数并结合Kriging代理模型建立了高效的求解方法。将所建立的混合不确定模型应用于飞行器结构的不确定性分析中,验证了所建模型的合理性和所提方法的高效性和准确性。     

基于非概率理论的混合不确定性结构可靠性分析方法

摘要: 针对不确定性结构可靠性分析中的输入变量分布参数具有不确定性和输入变量为区间模型的混合不确定性结构展开研究。考虑可用信息最少的情况,将分布参数的不确定性描述为区间模型。通过等概率转换方法将随机变量与其分布参数进行分离,使问题转化为随机与区间变量混合的可靠性问题,建立了混合不确定性问题的可靠性分析模型。基于非概率可靠性理论,建立混合不确定结构分析模型的二级极限状态函数并结合Kriging代理模型建立了高效的求解方法。此外,将所建立的混合不确定模型应用于飞行器结构的不确定性分析中,验证所建模型的合理性和所提方法的高效性和准确性。     

一种新的点蚀损伤下船体结构极限强度计算方法

针对当前点蚀损伤情况下船体结构极限强度的计算问题,首先依据实船点蚀勘验数据分析了点蚀的特征要素,提出了点蚀特征矩阵的概念,从刚度折减角度建立了一种新的极限强度计算方法;然后,与目前常用的两种点蚀损伤下极限强度计算方法进行了对比;最后,以实船的点蚀损伤加筋板为分析对象,通过有限元法对不同载荷工况下,三种点蚀损伤评估方法的适用性和可靠性进行了对比分析。结果表明:基于DOP和ΔV的点蚀损伤极限计算方法受承载形式的影响较大,而基于刚度缩减因子的极限强度计算方法适用性相对较好。     

舰艇双语知识库

从本期开始,涉及的舰船术语比较专业,增加一些详细解释,使读者对这些知识有所了解。纵骨架式船体结构——longitudinal system offraming纵向骨材较密、横向骨材较稀的船体骨架形式。纵向强度好,能保证船体纵向总强度,减轻船体重量。     

在热处理领域应用可靠性理论的研究

本文提出以最小失效概率为标准,解决钢材强韧性最佳匹配问题,并以此来优选钢材的回火温度或淬火温度。本文将可靠性理论引入热处理领域,以强度理论和断裂力学为依据,应用干涉模型和最弱环模型,在一定条件下计算出各种状态下材料的一系列综合失效概率,进而找出具有最小失效概率的状态,即为此条件下最佳强韧性匹配的状态,也就是我们应当优选的状态。     

考虑腐蚀因素的船体结构寿命预测方法

为建立考虑腐蚀因素的船体结构寿命预测方法,在分析现有常用的船体结构腐蚀损伤时变模型的基础上,根据舰船维修保障实际情况建立了考虑腐蚀防护系统作用时间和维修时间等因素的腐蚀时变模型。根据相关规范选择了船体结构腐蚀寿命标准,并建立了一种计算船体结构腐蚀寿命的方法。该方法建立了船体结构腐蚀寿命与腐蚀防护系统作用时间和修理时间等因素之间的量化关系,可以用于预测均匀腐蚀条件下船体结构寿命,也可以反过来指导腐蚀防护系统设计指标的选择和船体结构维修策略的确定。     

一种交互式舰艇不沉性概率评估与设计系统

为了提高舰艇在武器攻击后的不沉能力,在舰艇设计阶段就必须对不沉性进行概率评估。为此,介绍了一套完整的舰艇不沉性概率评估与设计系统,着重对其所需要的关键技术进行了详细阐述。首先,使用"子剖面"法,解决了复杂水密区域和船体外形的标准建模问题;然后,分析了武器炸点的三维分布规律和概率密度分布函数,在判断水密区域是否破损研究时,提出了"三维微元"算法,避免了求解复杂的非线性方程组;最后,在进行沉没逻辑定义时,引入了稳度储备系数的概念,以描述大角稳性对舰艇沉没的影响情况。该系统为设计人员提供了一个进行不沉性概率计算的平台,使用非常方便。     

Kriging与改进一次二阶矩融合的可靠性分析方法

针对结构可靠性分析问题,提出了Kriging与改进一次二阶矩方法相融合的分析方法。传统的改进一次二阶矩需要计算结构功能函数的梯度信息,在处理包含有限元模型的隐式极限状态问题时会比较困难。该方法将Kriging代理模型与改进一次二阶矩迭代有效而充分地结合,借助Kriging方法提供功能函数的梯度信息,以解决隐式极限状态函数的求导难题,提高分析效率。通过数值与工程算例验证了所提方法的可行性和高效性。     

舰艇多功能指控平台硬件可靠性研究与分析

海军舰艇多功能指挥控制平台系统是提高舰艇管理水平和工作效率的硬件基础,提高平台可靠性是保证舰艇发挥正常性能的关键问题。在假定系统组件可靠性为某一定值的前提下,建立数学模型研究分析舰艇多功能指控平台可靠性。重构理论的计算结果表明,采用重构方法可提高平台可靠性,增强舰艇的抗毁性,保证舰艇的战斗功能得到最大程度的发挥。     

集对分析的弹炮结合防空武器系统可靠性分析

针对传统可靠性分析仅考虑系统正常运行及发生故障两种状态,而没有考虑其在亚健康状态下运行的同题,提出了基于集对分析的弹炮结合防空武器系统在亚健康模式下的可靠性分析方法.首先,在详细分析弹炮结合防空武器系统物理结构模型的基础上,基于集对分析方法,建立了弹炮结合防空武器系统可靠性模型;然后,根据工程应用中的经验数据,对弹炮结合防空武器系统的可靠性进行了实例仿真,结果验证了该模型的合理性和有效性.     

在役立式钢制油罐底圈罐壁可靠性分析

在役油罐的安全评估通常采用经验评估法,具有较大的盲目性。立式钢油罐强度破坏的重点区域在底圈罐壁,其作用的各变量因素具有较大的随机性,可靠性评价方法较为适用。根据结构可靠性理论推导出底圈罐壁强度失效的计算模型,并进行实例计算分析,为在役油罐的安全评估提供了一种量化的评价方法,具有一定的指导意义和参考价值。     

水面舰艇随浪稳性初步探讨(一)—关于稳性丧失问题

本文对一些战斗舰艇和登陆舰在纵浪中的稳性进行了校核计算,并用联邦德国“水面舰艇随浪稳性衡准”对各型舰艇作了比较,认为: 1.波峰在船中时初稳心高GM将下降0.20米—0.30米,这对不沉性和回转性有较严重的不利影响。 2.排水量在1000吨以下的水面舰艇在横浪中所能承受的极限风速大于在纵浪中所能承受的数值,而排水量1000吨以上的水面舰艇则相反。必须尽快制订小艇在纵浪中的稳性衡准。 3.排水量1000吨以下的舰艇为保证其在纵浪中安全航行,必须对其航速有一限制。建议F,<0.4,以免随浪稳性严重恶化。     

机械零件可靠性在应力-强度分布特性下的计算模型

根据应力-强度分布特性下的干涉理论,确定了机械零件在应力-强度诸分布情形下的可靠性计算模型,将应力、强度、结构和可靠性计算联系起来。     

舰艇隐身对反舰导弹末制导 雷达目标截获能力的影响

以法国海军的拉菲特级隐身舰为典型对象,就水面舰艇目前的隐身水平进行了评估,分析和计算了典型反舰导弹末制导雷达对隐身舰艇的检测概率和理想状态下对隐身舰艇的截获概率。指出在反舰导弹的攻击过程中,如果能够保证末制导雷达对目标的多次捕捉,舰艇隐身的效果将被抵销;隐身舰艇利用电子干扰产生假目标将可以抑制末制导雷达对真实目标的捕捉。因此,反舰导弹及其末制导雷达要对付舰艇隐身,其关键不是采用新体制雷达来提高检测能力,而在于提高现体制末制导雷达的目标识别能力。     

基于装备损伤概率的舰艇动力系统安全性分析

考虑舰艇损害管制过程中人员因素对系统的影响,运用马尔科夫链对人员操作引起的舰艇动力系统损伤概率进行修正,根据修正后的毁伤概率,建立概率危险性评估模型,引入危险度指标,对动力系统在遭受武器攻击情况下的危险度进行了计算,并依据计算结果对系统安全度进行评定。