上海交通大学学报 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (11): 1429-1437.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.056
所属专题: 《上海交通大学学报》2021年“交通运输工程”专题; 《上海交通大学学报》2021年12期专题汇总专辑
收稿日期:
2020-02-25
出版日期:
2021-11-28
发布日期:
2021-12-03
通讯作者:
王志凯
E-mail:wangzhikai@hrbeu.edu.cn
基金资助:
WANG Zhikai(), CHEN Jin, YAO Xiongliang, JIANG Zifei
Received:
2020-02-25
Online:
2021-11-28
Published:
2021-12-03
Contact:
WANG Zhikai
E-mail:wangzhikai@hrbeu.edu.cn
摘要:
针对国外大型舰船的重构问题,采用灰色理论方法,以舰船设计规范中的数据为样本,得出了大型舰船部分型材的间距和最小板厚.利用灰色理论在处理少数据、不确定性问题上的优势,对不同船长舰船与其相对应的型材参数进行了灰色建模,并与国外大型舰船的资料进行了对比验证.结果表明:该方法在计算与总纵强度关联性强的结构参数时具有较高的准确性,在计算以局部强度为主要考虑因素的结构参数时会产生一定偏差,这是因为作为建模参考量的船长参数与总纵强度的关联性较强,通过计算结构参数与船长间的灰关联度对这种偏差的大小进行了描述,所得结果具有工程应用价值.
中图分类号:
王志凯, 陈锦, 姚熊亮, 姜子飞. 基于灰色理论的大型舰船结构重构方法[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(11): 1429-1437.
WANG Zhikai, CHEN Jin, YAO Xiongliang, JIANG Zifei. A Structural Reconstruction Method of Large Ship Based on Grey Theory[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(11): 1429-1437.
表3
等间距的部分构件最小允许厚度
船长 区间/m | 外底板/ mm | 内底板/ mm | 舷侧 外板/mm | 2甲板及 以下/mm | 强力甲板/ mm | 肋板腹板/ mm | 肋骨/mm | 舱壁板 (下)/mm | 舱壁板 (上)/mm |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
[40, 60) | 4.00 | 4 | 4.00 | 3 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 |
[60, 80) | 4.67 | 4 | 4.67 | 3 | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 |
[80, 100) | 5.33 | 5 | 5.33 | 3 | 5 | 5 | 4 | 5 | 3 |
[100, 120) | 6.00 | 5 | 6.00 | 3 | 5 | 5 | 4 | 5 | 3 |
[120, 140) | 6.67 | 6 | 6.67 | 4 | 5 | 6 | 5 | 6 | 4 |
[140, 160) | 7.33 | 7 | 7.33 | 5 | 6 | 8 | 5 | 7 | 4 |
表5
部分型材应满足的最小允许板厚
船长区间 | 外底板/ mm | 内底板/ mm | 舷侧外板/ mm | 2甲板及以下 甲板/mm | 肋板腹板/ mm | 肋骨/mm | 强力甲板/ mm | 舱壁板 (下)/mm | 舱壁板 (上)/mm |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
L1 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 3.0 | 4.0 | 3.0 | 3.0 | 4.0 | 3.0 |
L2 | 4.7 | 4.0 | 4.7 | 3.0 | 4.0 | 3.0 | 4.0 | 4.0 | 3.0 |
L3 | 5.3 | 5.0 | 5.3 | 3.0 | 5.0 | 4.0 | 5.0 | 5.0 | 3.0 |
L4 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 3.0 | 5.0 | 4.0 | 5.0 | 5.0 | 3.0 |
L5 | 6.7 | 6.0 | 6.7 | 4.0 | 6.0 | 5.0 | 5.0 | 6.0 | 4.0 |
L6 | 7.3 | 7.0 | 7.3 | 5.0 | 8.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 4.0 |
L7 | 8.2 | 7.9 | 8.2 | 5.5 | 9.0 | 5.9 | 6.3 | 7.9 | 4.4 |
L8 | 9.2 | 9.0 | 9.2 | 6.5 | 10.6 | 6.6 | 6.8 | 9.0 | 4.8 |
L9 | 10.3 | 10.2 | 10.3 | 7.4 | 12.6 | 7.4 | 7.4 | 10.2 | 5.3 |
L10 | 11.6 | 11.6 | 11.5 | 8.6 | 14.9 | 8.3 | 8.6 | 11.6 | 5.8 |
L11 | 13.3 | 13.3 | 12.8 | 10.0 | 17.6 | 9.3 | 10.0 | 13.3 | 6.3 |
L12 | 15.1 | 15.1 | 14.3 | 11.6 | 20.8 | 10.5 | 11.6 | 15.1 | 6.9 |
L13 | 17.3 | 17.3 | 16 | 13.5 | 24.6 | 11.7 | 13.5 | 17.3 | 7.6 |
L14 | 19.7 | 19.7 | 17.9 | 15.7 | 29.1 | 13.2 | 15.7 | 19.7 | 8.3 |
表6
二战时期舰船相关参数与最小允许板厚预测值的对比[13]
舰船 | 船长/m | 外底板/mm | 内底板/mm | 舷侧外板/mm | 2甲板及其以下甲板/mm | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
资料值 | 预测值 | 资料值 | 预测值 | 资料值 | 预测值 | 资料值 | 预测值 | |||||
伦道夫号 | 250 | 28.2 | 13.3 | 8.7(2层) | 13.3 | 15.6~18.8 | 12.8 | 5.6~12.5 | 10.0 | |||
中途岛号 | 274 | 25.5 | 15.1 | 22.3 | 15.1 | - | 14.3 | 6.3 | 11.6 | |||
美国号 | 300 | 25.5 | 17.3 | 16.0(2层) | 17.3 | 18.8~25.0 | 16.0 | 10.2~25.0 | 13.5 | |||
福莱斯特号 | 300 | - | 17.3 | - | 17.3 | 22.0~37.6 | 16.0 | 18.7 | 13.5 |
[1] |
RUBANENCO I, MIRCIU I, DOMNISORU L. Advanced integrated design method for fatigue assessment of large elastic ship structures[J]. Applied Mechanics and Materials, 2013, 371:443-447.
doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.371 URL |
[2] | LIU X Y, ZHOU X C, ZHANG S S, et al. Large ship fluid-structure coupling deformation calculation based on large deviation theory[C]// 2015 14th International Symposium on Distributed Computing and Applications for Business Engineering and Science (DCABES) . Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2015: 407-410. |
[3] | 赵浩东. 考虑弹性效应的大型舰船波浪载荷响应研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2017. |
ZHAO Haodong. Study of wave load responses of large ship considering elastic effect[D]. Harbin: Harbin Engineering University, 2017. | |
[4] | 王文全, 王超, 黄胜, 等. 大型舰船主尺度方案生成及优选[J]. 上海交通大学学报, 2013, 47(6):916-922. |
WANG Wenquan, WANG Chao, HUANG Sheng, et al. Scheme generation and optimal selection of principal dimensions for large naval ships[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2013, 47(6):916-922. | |
[5] | CHEN J, ZHANG P, XIAO H L, et al. Sub-system design of ship hull structures in large warships based on multi-disciplinary design optimization[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2013, 8(5):27-32. |
[6] | YAN X C, AN W G, CHEN W D, et al. Reliability analysis for large ship structure[J]. Journal of Harbin Engineering University, 2004, 25(2):147-152. |
[7] | 刘业鹏, 许彬彬, 陈菲, 等. 基于灰色理论的数控机床故障预测的研究[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2019(9):93-96. |
LIU Yepeng, XU Binbin, CHEN Fei, et al. Research on fault prediction of NC machine tool based on grey theory[J]. Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique, 2019(9):93-96. | |
[8] | 王慧, 井伟川, 赵国超, 等. 基于灰色系统模型GM(1, 1)改进Miner准则的液压支架底座疲劳寿命预测[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(1):106-110. |
WANG Hui, JING Weichuan, ZHAO Guochao, et al. Fatigue life prediction for hydraulic support foundation based on grey system model GM (1, 1) improved miner criterion[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2020, 54(1):106-110. | |
[9] | 胡耀各, 冯祖仁, 陈涛. 灰色预测在机器人力顺应控制中的应用[J]. 机械设计, 2018, 35(12):17-22. |
HU Yaoge, FENG Zuren, CHEN Tao. Application of gray prediction in robotic force compliance control[J]. Journal of Machine Design, 2018, 35(12):17-22. | |
[10] | 唐鸿远, 张臻, 邓运来, 等. 基于灰色系统理论的Al-Zn-Mg合金板材疲劳寿命预测[J]. 上海交通大学学报, 2018, 52(2):228-232. |
TANG Hongyuan, ZHANG Zhen, DENG Yunlai, et al. Prediction for fatigue life of Al-Zn-Mg alloy based on grey system theory[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2018, 52(2):228-232. | |
[11] |
TSAI S B, XUE Y Z, ZHANG J Y, et al. Models for forecasting growth trends in renewable energy[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, 77:1169-1178.
doi: 10.1016/j.rser.2016.06.001 URL |
[12] | 金亚坪. 黑箱理论及其应用[J]. 电力技术, 1985, 18(11):69-71. |
JIN Yaping. Black box theory and its application[J]. Power technology, 1985, 18(11):69-71. | |
[13] | 吴国民, 周心桃, 段宏, 等. 美国航空母舰防护结构设计探析[J]. 中国舰船研究, 2011, 6(5):1-6. |
WU Guomin, ZHOU Xintao, DUAN Hong, et al. Analysis on design of US aircraft carrier protection structures[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2011, 6(5):1-6. |
[1] | 张朝飞,罗建军,徐兵华,马卫华. 基于灰色理论的新陈代谢自适应多参数预测方法 [J]. 上海交通大学学报(自然版), 2017, 51(8): 970-976. |
[2] | . 《船舶结构设计》简介[J]. 海洋工程装备与技术, 2014, 1(2): 110-110. |
阅读次数 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
全文 368
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||