初始变形对薄壁梁静态与动态弯曲极限强度的影响

1

作者 高大威 徐颖 +2 位作者 刘哲 姚不凡 徐志亭 《船舶工程》 北大核心 2025年第8期40-50,共11页

[目的]为研究结构初始变形对结构动态强度的影响,[方法]以加筋薄壁梁为研究对象,开展初始变形对薄壁梁静态和动态弯曲极限强度的影响研究。结合模型试验结果,采用非线性有限元方法计算加筋薄壁梁在静态载荷下的弯曲极限强度;基于前9阶... [目的]为研究结构初始变形对结构动态强度的影响,[方法]以加筋薄壁梁为研究对象,开展初始变形对薄壁梁静态和动态弯曲极限强度的影响研究。结合模型试验结果,采用非线性有限元方法计算加筋薄壁梁在静态载荷下的弯曲极限强度;基于前9阶屈曲模态假定复杂初始变形模式,引入屈曲模态敏感度概念,分析单阶与多阶组合屈曲模态对结构静态极限强度的影响规律。[结果]研究发现,当变形幅值相同时,引入不同屈曲模态作为初始变形,屈曲模态敏感度差别高达2.74倍。在此基础上,开展动态冲击载荷下的薄壁梁弯曲动力响应分析,提出B-R准则与最大内弯矩准则的组合判断方法,建立结构显著失效变形时的动态极限强度评估方法,阐明复杂初始变形对动态极限强度的影响。[结论]该研究主要揭示了不同初始变形对结构静态和动态弯曲极限强度的影响,所得成果可供薄壁梁承载能力分析及安全评估参考。 展开更多

关键词 初始变形 屈曲模态 薄壁梁 极限强度 临界载荷

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风-浪-系泊耦合的浮式风机在碰撞载荷下的动力响应

2

作者 陈政权 刘昆 +3 位作者 宋娜 严兴芃 王禹凯 纵帅 《船舶工程》 北大核心 2025年第8期152-166,共15页

[目的]为降低船舶与海上浮式风机碰撞风险并减轻结构损伤,开展多载荷耦合作用下的船舶与浮式风机碰撞响应研究。[方法]采用Star-CCM+求解器与ABAQUS有限元软件相结合的双向耦合方法模拟船舶与浮式风机碰撞过程中风、浪和系泊载荷与结构... [目的]为降低船舶与海上浮式风机碰撞风险并减轻结构损伤,开展多载荷耦合作用下的船舶与浮式风机碰撞响应研究。[方法]采用Star-CCM+求解器与ABAQUS有限元软件相结合的双向耦合方法模拟船舶与浮式风机碰撞过程中风、浪和系泊载荷与结构动力响应的实时交互,分析碰撞速度、碰撞角度、风速和波高等环境参数对风机运动性能和结构响应的影响。[结果]结果表明:浮式风机在碰撞工况下的纵摇和垂荡响应相比无碰撞工况显著增大,且随环境载荷的增大而加剧;碰撞导致的结构应力主要集中在浮筒接触区域,结构整体吸收的内能较小,损伤程度较轻。[结论]相比船首正面碰撞,船舶侧面碰撞对浮式风机结构响应的影响更显著。 展开更多

关键词 浮式风机 Star-CCM+与ABAQUS联合仿真 流固耦合 多物理场载荷 船舶碰撞

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重复碰撞载荷下加筋板结构的动态响应研究

3

作者 许育文 顾学康 赵南 《装备环境工程》 CAS 2024年第3期55-63,共9页

目的 探究船体加筋板结构在受到重复碰撞载荷作用下塑性变形的累计趋势,分析加筋板主要参数对损伤演化过程的影响,揭示高速、重复冲击下船体加筋结构的变化机理。方法 以一纵三肋加筋板为研究对象,建立基于能量法的刚塑性加筋板动态变... 目的 探究船体加筋板结构在受到重复碰撞载荷作用下塑性变形的累计趋势,分析加筋板主要参数对损伤演化过程的影响,揭示高速、重复冲击下船体加筋结构的变化机理。方法 以一纵三肋加筋板为研究对象,建立基于能量法的刚塑性加筋板动态变形计算方法,以及基于Johnson-Cook本构关系的数值模拟方法,开展不同板架厚度、冲击能量以及冲击尺寸等参数对加筋板变形演化影响的研究。结果 对比分析了理论模型和数值方法,获得了不同参数下的加筋板的结构损伤演化规律。结论 理论解和数值解较为吻合。冲击能量增加后,加筋板的塑性变形量、塑性变形累积速度也随之增加。载荷集中程度越大,对于碰撞边界的破坏效应越大。 展开更多

关键词 重复碰撞 动态响应 加筋板 J-C本构关系 能量法 损伤演化

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基于量子行为粒子群算法的舱室噪声监测点优化布置 被引量：2

4

作者 郭强 时胜国 何辉辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1488-1496,共9页

针对舱室噪声在线监测及声场预报问题,本文提出了一种基于量子行为粒子群算法的舱室内部声监测点优化布置方法。根据研究频段范围确定所需声腔模态阶数,计算全部备选监测点位置处各阶声腔模态的声场分布,采用模态置信矩阵作为目标函数,... 针对舱室噪声在线监测及声场预报问题,本文提出了一种基于量子行为粒子群算法的舱室内部声监测点优化布置方法。根据研究频段范围确定所需声腔模态阶数,计算全部备选监测点位置处各阶声腔模态的声场分布,采用模态置信矩阵作为目标函数,基于量子行为粒子群算法对监测点位置进行优化,获得优化布置方案。从声腔模态采样的正交性及内外声场响应的角度与其他测点布置方案进行了性能比较。研究表明:本文方法优化得到的测点布置方案采集声腔模态信息更全面,可有效提升舱室内声场的重建精度和基于舱室内声场监测的水下辐射噪声预报精度。 展开更多

关键词 测点优化布置 舱室噪声在线监测 量子行为粒子群算法 声腔模态 模态置信矩阵 水下辐射噪声预报 声场预报 声激励

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新型矩形蜂窝夹芯夹层加筋圆柱壳抗水下爆炸冲击载荷分析 被引量：17

5

作者 汪浩 程远胜 +1 位作者 刘均 李荣富 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期162-166,226,共6页

提出了一种新型矩形蜂窝夹芯夹层加筋圆柱壳结构形式。分析了其在水下爆炸冲击载荷下的动力响应特征及冲击防护作用机理。采用LS-DYNA计算该结构在水下爆炸冲击载荷下的动力响应;并以耐压壳体的最大变形和塑性应变为评价指标,计算讨论... 提出了一种新型矩形蜂窝夹芯夹层加筋圆柱壳结构形式。分析了其在水下爆炸冲击载荷下的动力响应特征及冲击防护作用机理。采用LS-DYNA计算该结构在水下爆炸冲击载荷下的动力响应;并以耐压壳体的最大变形和塑性应变为评价指标,计算讨论了典型设计参数变化对冲击防护效果的影响最后针对一个典型方案,分析了其在不同冲击环境下的冲击防护效果。 展开更多

关键词 矩形蜂窝夹芯夹层加筋圆柱壳 塑性应变 最大变形 有限元 冲击环境

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水下爆炸气泡对内加筋圆柱壳结构毁伤机理分析 被引量：5

6

作者 汪浩 王先洲 +1 位作者 刘均 程远胜 《噪声与振动控制》 CSCD 2012年第6期111-115,共5页

以内加筋圆柱壳为研究对象,对近距离非接触爆炸作用下气泡的脉动载荷以及气泡溃破高速射流对内加筋圆柱壳结构的毁伤机理进行计算分析,并且探讨结构参数、药包位置等相关物理量对结构变形特征与毁伤模式的影响。研究结果表明,水下爆炸... 以内加筋圆柱壳为研究对象,对近距离非接触爆炸作用下气泡的脉动载荷以及气泡溃破高速射流对内加筋圆柱壳结构的毁伤机理进行计算分析,并且探讨结构参数、药包位置等相关物理量对结构变形特征与毁伤模式的影响。研究结果表明,水下爆炸气泡膨胀产生的膨胀脉动冲击造成结构的整体变形,另一方面气泡溃破所造成的高速射流(速度>100 m/s)则会对局部区域造成严重破坏,弹塑性边界以及自由液面效应会对气泡的形状产生显著的影响。 展开更多

关键词 冲击 内加筋圆柱壳 水下爆炸气泡 射流 毁伤

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加筋板在横向撞击下的吸能特性研究 被引量：7

7

作者 朱新阳 吴梵 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2008年第3期25-30,共6页

运用非线性有限元分析方法,对不同撞击工况下加筋板的碰撞损伤过程进行了分析。加筋板结构采用理想弹塑性的材料模型,不计入应变率对材料强化的影响,在忽略接触面的摩擦等因素影响的前提下,考虑加筋板结构在刚性体碰撞下的变形过程,从... 运用非线性有限元分析方法,对不同撞击工况下加筋板的碰撞损伤过程进行了分析。加筋板结构采用理想弹塑性的材料模型,不计入应变率对材料强化的影响,在忽略接触面的摩擦等因素影响的前提下,考虑加筋板结构在刚性体碰撞下的变形过程,从而探讨加筋板结构的动态响应特点。研究结果表明,加筋板的吸能特性与撞击因素有一定的关系。非线性动态计算采用MSC/DYTRAN程序完成。 展开更多

关键词 船舶碰撞 非线性有限元分析 加筋板 碰撞力 塑性应变能

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舰船用夹层板的力学特征与应用 被引量：7

8

作者 周艳秋 洪明 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2004年第B12期79-85,共7页

新材料和新技术的发展迅猛地向舰船建造领域里渗透，与单一各向同性材料结构相比，夹层板结构以其独有的特征在舰船结构中得到广泛应用。首先，本文论述了夹层板的常见构造形式、生产方法和发展情况；其次，复合材料夹层板是由力学性质... 新材料和新技术的发展迅猛地向舰船建造领域里渗透，与单一各向同性材料结构相比，夹层板结构以其独有的特征在舰船结构中得到广泛应用。首先，本文论述了夹层板的常见构造形式、生产方法和发展情况；其次，复合材料夹层板是由力学性质差别较大的复合材料面板和芯体胶合而成，文章根据夹层板的结构特点分析了夹层板的强度、减振、降噪和抗爆等力学特征，指出了夹层结构失效和损伤的主要形式，讨论了用于分析夹层结构的Reissner理论、Dрсаков理论和Hoff理论分析模型；最后，论述了夹层板在国内外舰船结构中的应用以及应用时存在的问题。 展开更多

关键词 船舶、舰船工程 夹层板 生产工艺 力学特性

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潜艇典型结构在撞击载荷作用下动态响应的试验研究 被引量：7

9

作者 朱新阳 梅志远 吴梵 《船海工程》 2009年第4期88-91,共4页

针对潜艇典型结构单元(加筋平板和加筋圆柱壳)在受到撞击载荷作用下的损伤变形模式和撞击过程中结构的动态响应进行试验研究。研究结果表明:筋材的内置和外置对平板和壳体结构的损伤变形模式具有很大影响,但对加筋板和加筋圆柱壳模型结... 针对潜艇典型结构单元(加筋平板和加筋圆柱壳)在受到撞击载荷作用下的损伤变形模式和撞击过程中结构的动态响应进行试验研究。研究结果表明:筋材的内置和外置对平板和壳体结构的损伤变形模式具有很大影响,但对加筋板和加筋圆柱壳模型结构整体的吸能特性并无太大影响;壳体结构与平板结构相比较,具有更好的吸能特性,平板结构具有更好的抗撞击能力。 展开更多

关键词 潜艇 加筋平板 加筋圆柱壳 动态响应 吸能特性 撞击刚度

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爆炸冲击载荷作用下板壳结构数值仿真分析 被引量：9

10

作者 王飞 陈卫东 《强度与环境》 2010年第4期36-39,共4页

主要针对爆炸冲击载荷作用下板壳结构的试验破坏问题,利用LS-DYNA有限元分析软件,采用非线性动力学分析计算方法,考虑材料非线性和结构非线性等因素,模拟分析了板壳结构在接触爆炸冲击载荷作用下的动态响应。计算分析结果与试验结果相吻... 主要针对爆炸冲击载荷作用下板壳结构的试验破坏问题,利用LS-DYNA有限元分析软件,采用非线性动力学分析计算方法,考虑材料非线性和结构非线性等因素,模拟分析了板壳结构在接触爆炸冲击载荷作用下的动态响应。计算分析结果与试验结果相吻合,利用有限元分析方法能很方便解释试验过程和现象,为试验分析提供有效依据。 展开更多

关键词 接触爆炸 板壳结构 动态响应 数值模拟

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智能舰船机械设备主动减振系统设计 被引量：2

11

作者 赵钰 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第6期22-24,共3页

船舶柴油主机的振动不仅会产生噪声,还会导致船舶机械结构的疲劳破坏,因此必须要采取相应的措施,降低船舶柴油主机的振动。相对于传统的被动振动控制,主动振动控制具有更高的自适应性和灵活性,减振效果更加明显。本文主要介绍一种基于DS... 船舶柴油主机的振动不仅会产生噪声,还会导致船舶机械结构的疲劳破坏,因此必须要采取相应的措施,降低船舶柴油主机的振动。相对于传统的被动振动控制,主动振动控制具有更高的自适应性和灵活性,减振效果更加明显。本文主要介绍一种基于DSP控制的船舶柴油主机主动控制系统,并通过ANSYS有限元模态分析对该主动振动控制系统的性能进行仿真。 展开更多

关键词 主动振动控制 DSP 模态分析

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水下近场及接触爆炸作用下双层底结构损伤试验研究 被引量：15

12

作者 杨棣 姚熊亮 +1 位作者 张玮 祝祥刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期161-165,186,共6页

针对水面舰艇底部结构设计双层底缩比试验模型;据冲击因子设定水下近场及接触爆炸工况,通过对试验结果分析,总结双层底结构在近场及接触爆炸载荷作用下的损伤模式;采用体积等效原理对试验模型裂纹处板厚变化分析,确定Q235钢在双层底模... 针对水面舰艇底部结构设计双层底缩比试验模型;据冲击因子设定水下近场及接触爆炸工况,通过对试验结果分析,总结双层底结构在近场及接触爆炸载荷作用下的损伤模式;采用体积等效原理对试验模型裂纹处板厚变化分析,确定Q235钢在双层底模型拉伸破坏模式中的断裂应变;为舰船抗爆抗冲击的理论及数值研究提供参考数据。 展开更多

关键词 双层底 近场爆炸 接触爆炸 损伤模式 断裂应变

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接触爆炸载荷作用下船体板架破口大小的预测 被引量：3

13

作者 杨棣 姚熊亮 +2 位作者 王军 王伟 赵蛟龙 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期77-84,共8页

在鱼雷攻击作用下,舰体结构会产生破口。将船体板架结构简化为交叉梁系结构,由交叉梁系结构的拉伸塑性应变满足断裂衡准时的塑性区范围来预测船体板架在接触爆炸载荷作用下破口的大小。将计算得到的结果与朱锡等加筋板架的试验数据进行... 在鱼雷攻击作用下,舰体结构会产生破口。将船体板架结构简化为交叉梁系结构,由交叉梁系结构的拉伸塑性应变满足断裂衡准时的塑性区范围来预测船体板架在接触爆炸载荷作用下破口的大小。将计算得到的结果与朱锡等加筋板架的试验数据进行对比,吻合良好。这表明力学模型选取合理,具有一定的工程实用性。 展开更多

关键词 破口 接触爆炸 船体板架 交叉梁系 断裂衡准 塑性区

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内部声激励下圆柱壳低阶模态声振特性研究 被引量：3

14

作者 杨德森 张睿 时胜国 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1210-1215,共6页

针对舱室空气噪声引起水下航行器的外辐射噪声问题,基于Flügge薄壳理论和Helmholtz波动方程,推导了机械点力源和内部点声源激励下有限长单层圆柱壳的振动方程,分析了声腔结构对声源辐射能量的影响,并通过数值仿真对比分析了机械点... 针对舱室空气噪声引起水下航行器的外辐射噪声问题,基于Flügge薄壳理论和Helmholtz波动方程,推导了机械点力源和内部点声源激励下有限长单层圆柱壳的振动方程,分析了声腔结构对声源辐射能量的影响,并通过数值仿真对比分析了机械点力源和内部点声源激励下圆柱壳低阶周向模态声振特性和传递损失。数值计算结果表明:机械点力源激励下,各阶周向模态均影响壳体的振动特性;内部点声源激励下,壳体振动主要由低阶周向模态主导,其声辐射效率更高,能量传递损失更大。该研究结果对水下航行器声学设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 内部声激励 低阶模态 辐射效率 声腔耦合 圆柱壳 声振特性

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极地船舶冰载荷研究方法综述 被引量：3

15

作者 许育文 顾学康 +1 位作者 赵南 王艺陶 《装备环境工程》 CAS 2023年第9期26-40,共15页

梳理了船冰相互作用时冰载荷的研究方法,从理论分析法、试验方法和仿真模拟方法三个方向进行了分类综述。首先,阐述了理论分析法中直接计算法和概率法的原理和适用性,着重论述了直接计算法分别在总体冰载荷与局部冰载荷的应用。其次,重... 梳理了船冰相互作用时冰载荷的研究方法,从理论分析法、试验方法和仿真模拟方法三个方向进行了分类综述。首先,阐述了理论分析法中直接计算法和概率法的原理和适用性,着重论述了直接计算法分别在总体冰载荷与局部冰载荷的应用。其次,重点介绍了试验方法中的室内模型试验和实尺度实测的研究成果和进展,并指出试验方法在海冰制备、设备环境等方面的研究难点。然后,比较分析了仿真模拟方法中的有限元法和离散元法,简述了各自的优缺点与适用范围,认为有限元法在分析结构失效、断裂等过程中有一定的优势,但对冰的破碎过程的模拟则不如离散元法。最后,讨论总结了船冰相互作用时冰载荷研究方法发展趋势和存在的问题,为领域学者提供一定的参考。 展开更多

关键词 极地船舶 冰载荷 理论分析法 试验法 有限元法 离散元法

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入水砰击下金字塔点阵夹层板塑性动力响应分析 被引量：3

16

作者 赵飞 程远胜 +1 位作者 刘均 汪浩 《船海工程》 2013年第3期13-16,共4页

考虑结构弹塑性以及平底结构入水的空气垫效应,利用LS-DYNA软件对夹层板结构在不同入水速度下的砰击压力及其塑性动力响应进行计算,并将其与等质量的实体平板进行对比,得到高速入水砰击下夹层板的上面板的最大变形要小于实体平板的结果... 考虑结构弹塑性以及平底结构入水的空气垫效应,利用LS-DYNA软件对夹层板结构在不同入水速度下的砰击压力及其塑性动力响应进行计算,并将其与等质量的实体平板进行对比,得到高速入水砰击下夹层板的上面板的最大变形要小于实体平板的结果,同时研究了芯层相对密度对夹层板入水砰击响应的影响。计算结果表明,芯层相对密度对夹层板的砰击压力峰值和面板的变形响应影响较大。 展开更多

关键词 金字塔点阵夹层板 入水砰击 塑性动力响应 LS—DYNA

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小型LNG运输船耐撞性能对比分析 被引量：1

17

作者 王庆丰 刘娟 +1 位作者 崔相义 黄小平 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第4期11-16,共6页

本文利用大型动力有限元软件Abaqus,针对薄膜型和独立C型2种不同舱型的小型LNG运输船开展耐撞性能对比分析,重点关注围护系统和液货罐体的临界失效模式,提出以主次绝缘箱之间的弹簧失效作为判定薄膜型系统失效的准则。通过数值模拟得到... 本文利用大型动力有限元软件Abaqus,针对薄膜型和独立C型2种不同舱型的小型LNG运输船开展耐撞性能对比分析,重点关注围护系统和液货罐体的临界失效模式,提出以主次绝缘箱之间的弹簧失效作为判定薄膜型系统失效的准则。通过数值模拟得到船体变形、碰撞力时历曲线和能量转换与吸收等结果,从失效时间、极限撞深、结构吸能3个方面分析得出薄膜型LNG运输船耐撞性能优于独立C型的结论,对开展小型LNG运输船的耐撞性能研究具有重大意义。 展开更多

关键词 船舶碰撞 小型LNG运输船 薄膜型液舱 独立C型液舱 围护系统

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基于神经网络的船舶机械部件数控加工误差控制研究 被引量：11

18

作者 杨天时 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第24期211-213,共3页

数控机床加工是提高船舶生产效率,降低船舶建造成本,改善船舶零部件质量的重要途径,进行船舶机械部件的数控加工工艺优化具有重要的意义。本文分析了船舶机械部件数控加工的误差来源,在此基础上设计一种基于神经网络算法的数控加工误差... 数控机床加工是提高船舶生产效率,降低船舶建造成本,改善船舶零部件质量的重要途径,进行船舶机械部件的数控加工工艺优化具有重要的意义。本文分析了船舶机械部件数控加工的误差来源,在此基础上设计一种基于神经网络算法的数控加工误差控制与补偿系统,介绍误差控制的基本原理,结合UG仿真环境进行了机械部件加工误差的控制仿真。 展开更多

关键词 神经网络 数控加工 误差补偿 控制 UG

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海洋结构疲劳寿命预报方法的一些新近进展 被引量：2

19

作者 崔维成 《船舶力学》 EI 1999年第6期55-79,共25页

本文对海洋结构疲劳寿命预报方法的新近进展作了一个初步的回顾。为了便于理解文中所提到的各种问题，对疲劳破坏机理以及计算疲劳寿命的基本公式也作了简单介绍。除此之外，对国内在船舶与海洋工程结构疲劳与断裂方面所做的工作也进行... 本文对海洋结构疲劳寿命预报方法的新近进展作了一个初步的回顾。为了便于理解文中所提到的各种问题，对疲劳破坏机理以及计算疲劳寿命的基本公式也作了简单介绍。除此之外，对国内在船舶与海洋工程结构疲劳与断裂方面所做的工作也进行了调研和报道，但由于时间关系，这方面的工作开展得还远远不够，有待进一步深化并得到各方配合。 展开更多

关键词 结构 海洋工程 船舶 寿命 预报 疲劳

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基于无线网络和ARM的舰船远程监控系统开发 被引量：2

20

作者 毛弋 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第20期154-156,共3页

舰船的远程监控是指利用无线网络的数据传输功能,使海岸监控人员能够获取舰船的实时航行状态信息,尤其是舰船机舱等关键位置、关键设备的运行状态信息,提高船舶的监管能力,保障船舶安全航行。本文设计一种基于无线网络GPRS和ARM技术的... 舰船的远程监控是指利用无线网络的数据传输功能,使海岸监控人员能够获取舰船的实时航行状态信息,尤其是舰船机舱等关键位置、关键设备的运行状态信息,提高船舶的监管能力,保障船舶安全航行。本文设计一种基于无线网络GPRS和ARM技术的舰船远程监控系统,重点对远程监控系统的GPRS数据传输原理、ARM硬件组成和软件程序开发进行了研究,优化了舰船远程监控系统的性能。 展开更多

关键词 远程监控系统 无线网络 GPRS ARM 硬件

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