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复合材料L型节点仿真方法与试验验证研究
1
作者 谌伟 夏润民 +1 位作者 黄继伟 王宇强 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期156-160,共5页
采用单铺层和参数等效两种建模方法对L型节点静强度进行有限元计算,再通过试验对夹芯复合材料L型节点静强度进行对比验证.研究结果表明:单铺层建模方法应变计算结果与试验应变测量结果之间的误差在9%以下,位移计算结果与试验位移测量结... 采用单铺层和参数等效两种建模方法对L型节点静强度进行有限元计算,再通过试验对夹芯复合材料L型节点静强度进行对比验证.研究结果表明:单铺层建模方法应变计算结果与试验应变测量结果之间的误差在9%以下,位移计算结果与试验位移测量结果之间的误差在5%以下,参数等效建模方法应变计算结果与试验应变测量结果之间的误差在17%以下,位移计算结果与试验位移测量结果之间的误差在10%以下,单铺层建模方法的计算结果精度更高,参数等效建模方法可保证位移的计算误差的同时简化建模过程、减少计算量. 展开更多
关键词 夹芯复合材料结构 L型节点 参数等效法 单铺层法 试验验证
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高强钢在极地典型环境下的应力腐蚀开裂敏感性研究
2
作者 王珂 廖强 《材料导报》 北大核心 2026年第3期156-163,共8页
装备材料在极地作业过程中承受环境载荷和工作载荷,极易发生应力腐蚀导致装备失效。针对极地典型环境下船用高强钢E40的应力腐蚀开裂敏感性问题,采用试验方法,开展极地典型环境下E40钢腐蚀和应力腐蚀开裂敏感性研究;分析极地典型温度和... 装备材料在极地作业过程中承受环境载荷和工作载荷,极易发生应力腐蚀导致装备失效。针对极地典型环境下船用高强钢E40的应力腐蚀开裂敏感性问题,采用试验方法,开展极地典型环境下E40钢腐蚀和应力腐蚀开裂敏感性研究;分析极地典型温度和腐蚀环境对E40钢应力腐蚀开裂敏感性影响规律;结合断口形貌观测结果,揭示极地典型环境下E40钢应力腐蚀失效机理。研究结果表明:极地典型环境下E40钢腐蚀失重随着时间延长而增加。在-2℃海水环境中E40钢腐蚀倾向略微减弱,但腐蚀电流密度与室温海水环境相近说明在低温环境下E40钢仍具有高的腐蚀速率。在极地典型环境下,低温会降低材料化学反应速率,从而降低E40钢的应力腐蚀开裂敏感性。在相同的温度下,相较于盐雾腐蚀,海水腐蚀更加均匀和持续,从而使材料表现出更高的应力腐蚀开裂敏感性。 展开更多
关键词 极地环境 高强钢 盐雾腐蚀 应力腐蚀开裂敏感性
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矩形液舱横波与法拉第波共振的数值模拟
3
作者 谭志荣 赵修叁 +1 位作者 朱汉华 王斌 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第1期19-26,共8页
为研究液舱受不同自由度方向激励下的晃荡行为,以矩形液舱为研究对象,开展了横波和法拉第纵波激励下的晃荡研究。为此建立了基于计算流体力学的数值模型,依次分析了液舱在围绕一阶共振的系列横波激励及3种不稳定模式的纵波频率下波面幅... 为研究液舱受不同自由度方向激励下的晃荡行为,以矩形液舱为研究对象,开展了横波和法拉第纵波激励下的晃荡研究。为此建立了基于计算流体力学的数值模型,依次分析了液舱在围绕一阶共振的系列横波激励及3种不稳定模式的纵波频率下波面幅值与舱壁压强的变化特点,并进行时-频域的综合分析。结果显示,随着横波激励接近晃荡中心,非线性作用愈加显著,压力频谱向低阶自耦区转移并参与更多非线性效应。而对于纵波激励,液舱对谐波和超谐波激励不敏感,在法拉第次谐波激励下,液舱随时间累积产生强烈晃荡,并激发出一阶模态的主参数晃荡。在主参数晃荡的影响下,二阶压力频谱在自耦合区表现出强烈的非线性特征,并叠加生成了四阶频的成分。 展开更多
关键词 矩形液舱 法拉第波 一阶横波共振 Morlet小波变换 小波二阶相干谱
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基于SVR代理模型与NSGA-Ⅱ算法的新型钛合金复合装甲抗弹性能优化设计
4
作者 张青松 赵冰 +2 位作者 孔祥韶 周沪 吴卫国 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期203-216,共14页
[目的]为缩小传统拼接式复合装甲的破坏范围,提出一种由钛合金(TC4)面板、碳化硅(SiC)陶瓷、高强聚乙烯(UHMWPE)层合板和一体式的TC4格栅及背板组成的新式复合装甲结构,通过结构优化设计增强此装甲结构抗弹性能,实现结构轻量化目标。[方... [目的]为缩小传统拼接式复合装甲的破坏范围,提出一种由钛合金(TC4)面板、碳化硅(SiC)陶瓷、高强聚乙烯(UHMWPE)层合板和一体式的TC4格栅及背板组成的新式复合装甲结构,通过结构优化设计增强此装甲结构抗弹性能,实现结构轻量化目标。[方法]采用数值计算方法对新式复合装甲抗弹性能进行对比研究。首先,建立复合装甲抗弹性能的快速预报代理模型,分析结构参数与弹体剩余速度和面密度之间的相关性分析;然后,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对复合装甲的结构参数进行优化。[结果]结果表明:相比于传统的拼接式复合装甲结果,新式复合装甲结构在一体式TC4格栅和背板的防护下,弹体剩余速度降低了11.7%,破坏范围缩小60.9%且局限于格栅内部,其余区域结构的完整性较好,提高了拼缝处防护薄弱区域的抗弹性能;弹体剩余速度与UHMWPE层合板厚度的相关性最强,与TC4背板厚度的相关性最弱。优化后的结构设计方案如下:SiC陶瓷面板厚度4.25 mm,UHMWPE层合板厚度10.65 mm,TC4背板厚度0.52 mm。优化后的弹体剩余速度和面密度分别降低21.0%和5.3%。[结论]与拼接式复合装甲相比,新式复合装甲结构具有更优异的抗侵彻性能;基于SVR代理模型和NSGA-Ⅱ优化算法对复合装甲进行结构优化设计的方法可行有效;研究结果可为复合装甲结构设计及其优化提供新的理论和实践参考。 展开更多
关键词 复合装甲 抗爆性能 抗弹性能 多目标优化 轻量化 相关性分析 NSGA-Ⅱ算法 代理模型
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AH36船舶钢激光焊接热源模拟优化与残余应力仿真分析
5
作者 谌伟 郭嘉兴 殷乐 《吉林大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期140-149,共10页
针对船舶制造过程中激光焊接的热源狭窄且深长,在提高焊接穿透力和焊接率的同时更容易造成热量聚集和残余应力集中的不足,本文以AH36高强钢为研究对象,通过有限元模拟对激光焊接的熔池形状展开研究,选取并定义10种移动热源形式,分别得... 针对船舶制造过程中激光焊接的热源狭窄且深长,在提高焊接穿透力和焊接率的同时更容易造成热量聚集和残余应力集中的不足,本文以AH36高强钢为研究对象,通过有限元模拟对激光焊接的熔池形状展开研究,选取并定义10种移动热源形式,分别得出各个热源模型达到稳定焊接状态时的剖面形状图,并将其与激光焊接实际形成的熔池形状进行对照,优选出最适用于对接接头激光焊接的热源模型。此外,通过热力耦合的方式模拟得到激光焊接对接板的焊接变形和残余应力分布,并与试验所得数据进行对比。结果表明,残余应力的有限元仿真结果与试验结果在数值量级及趋势上吻合较好,可以为后续激光焊接工艺优化和激光焊接结构疲劳评估奠定理论基础。 展开更多
关键词 激光焊接 热源模型 AH36高强钢 残余应力 疲劳评估 熔池形状
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钢质I型夹层结构方案初选及基本性能分析
6
作者 闫晋辉 任鸿 王琳 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第1期58-65,共8页
本文提出以趋近预设的剖面积和剖面模数变化百分比为原则的全钢质夹层结构方案初选方法。首先,对夹层结构典型几何参数对剖面特征值的影响进行分析;其次,基于有限元分析软件MSC PATRAN/NATRAN,进行横向均布载荷作用下I型钢质夹层结构的... 本文提出以趋近预设的剖面积和剖面模数变化百分比为原则的全钢质夹层结构方案初选方法。首先,对夹层结构典型几何参数对剖面特征值的影响进行分析;其次,基于有限元分析软件MSC PATRAN/NATRAN,进行横向均布载荷作用下I型钢质夹层结构的承载特性分析与对比,研究主要设计参数对强度、刚度特性的影响。根据计算结果,对于均布载荷模式,夹层板整体弯曲应力是主要应力成份,远大于面板局部弯曲应力,夹层结构的上下面板和芯板呈整体变形的特点,同时基于多方案仿真分析结果验证了以趋近预设的剖面积和剖面模数变化百分比为原则的初选方法在确定夹层结构设计方案中具有一定的适用性。 展开更多
关键词 金属夹层结构 设计方案 承载特性
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背空复合材料泡沫夹芯结构水下爆炸冲击损伤特性研究
7
作者 宋泽远 楼鹏宇 +3 位作者 徐永超 郑智午 李应刚 李晓彬 《船舶力学》 北大核心 2026年第2期260-270,共11页
本文采用非线性有限元软件ABAQUS建立了背空玻璃纤维增强复合材料泡沫夹芯板水下爆炸声-固耦合数值计算模型,研究水下爆炸冲击波作用下复合材料泡沫夹芯板损伤特性,在大型爆炸水池进行背空复合材料泡沫夹芯板水下爆炸冲击实验,验证了声... 本文采用非线性有限元软件ABAQUS建立了背空玻璃纤维增强复合材料泡沫夹芯板水下爆炸声-固耦合数值计算模型,研究水下爆炸冲击波作用下复合材料泡沫夹芯板损伤特性,在大型爆炸水池进行背空复合材料泡沫夹芯板水下爆炸冲击实验,验证了声-固耦合数值模型的准确性。研究结果表明,水下爆炸球面冲击波下背空复合材料泡沫夹芯结构主要产生分层损伤,损伤位置集中在面板中心及四周边界处;背空环境相对于背水环境会导致结构变形损伤加剧,其泡沫芯层压缩量较背水环境更小;随着冲击因子增加,粘性层损伤范围从四周边界处逐渐向内扩展。 展开更多
关键词 水下爆炸实验 复合材料泡沫夹芯板 声-固耦合 损伤特性
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高速渔政船结构设计及强度分析
8
作者 郭兴乾 陈曙梅 +2 位作者 王东 张勇 王醍 《船舶与海洋工程》 2026年第1期26-34,共9页
针对高速船所受载荷主要为船舶高速航行时来自船底的波浪冲击压力的特点,以某型300吨级高速渔政船为例,根据《海上高速船入级与建造规范》的要求开展船体结构设计及强度分析。结合该渔政船的功能和布置特点,简述船体结构骨架型式及船体... 针对高速船所受载荷主要为船舶高速航行时来自船底的波浪冲击压力的特点,以某型300吨级高速渔政船为例,根据《海上高速船入级与建造规范》的要求开展船体结构设计及强度分析。结合该渔政船的功能和布置特点,简述船体结构骨架型式及船体材料的选取;根据规范的要求确定船舶重心处的垂向加速度,分析该加速度、航速和有义波高之间的关系,结合“限速曲线图”剖析该加速度的确定方法和设计余量;根据规范的要求校核船体的总纵强度,结果显示罗经甲板及侧壁加筋板选型需特别关注;根据各区域结构的屈曲校核结果分析板及型材的稳定性,结合屈服及屈曲校核结果确定各区域结构尺寸满足规范的要求。研究结果可供该类型船舶的结构设计及强度分析参考。 展开更多
关键词 高速船 强度 垂向加速度 构件稳定性
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高集成FPSO模块电缆托架设计的约束研究
9
作者 代立杨 杨岑磊 +2 位作者 徐向奎 胡昊 郑博 《中国设备工程》 2026年第5期130-132,共3页
大型高集成海上浮式生产储卸油装置(Floating Production Strorage and Offloading, FPSO)内部电气仪表通信等各类电缆量大密集,多专业协同设计时布设难度大。本文基于大型FPSO上部工艺模块的电缆托架设计,研究并总结了在多专业三维协... 大型高集成海上浮式生产储卸油装置(Floating Production Strorage and Offloading, FPSO)内部电气仪表通信等各类电缆量大密集,多专业协同设计时布设难度大。本文基于大型FPSO上部工艺模块的电缆托架设计,研究并总结了在多专业三维协同设计时,电缆托架建模所面临的主要空间约束,为自动化电缆托架设计提供了具体的实际约束条件,并且在实际工程项目的电缆托架设计中提供了很好的参考。 展开更多
关键词 FPSO 电缆托架 空间约束
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内河船舶远程驾驶控制器测试方法与实践
10
作者 赵晏 孙旭 郑茂 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第4期148-154,共7页
为研究内河船舶远程驾控可行性,研发了基于4G/5G网络的内河船舶远程驾驶控制系统,在受限可控水域利用缩尺船模与实船开展远程驾控测试,检验了航向保持、路径跟随等自动驾驶模式,测试了网络时延、数据丢包率、驾驶员关注度等指标,结果表... 为研究内河船舶远程驾控可行性,研发了基于4G/5G网络的内河船舶远程驾驶控制系统,在受限可控水域利用缩尺船模与实船开展远程驾控测试,检验了航向保持、路径跟随等自动驾驶模式,测试了网络时延、数据丢包率、驾驶员关注度等指标,结果表明缩尺船模及实船在远程驾控条件下可以实现精确的航向保持、路径跟随控制,网络时延约为1~1.7 s,数据丢包率约为0.25%~0.32%,驾驶员的关注度集中在航行态势显示、舵角控制等关键助导航信息上。证明了基于4G/5G网络的船舶远程驾控具有可行性,其中网络时延、丢包率、驾驶员关注度测量方法可用于实船远程驾控。 展开更多
关键词 缩尺船模 远程驾控船 自航试验 路径跟随 关注度
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低温环境下极地船舶舷侧压载舱结冰相变过程研究
11
作者 金星瑜 曹晶 +2 位作者 刘俊杰 董海波 夏劲松 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第1期50-57,共8页
低温环境可能导致极地船舶舷侧压载水舱内产生结冰现象,为了模拟舷侧压载舱结冰过程,本文采用多物理场仿真建模软件Comsol Multiphysics开展舱内水冰相变过程研究及参数敏感性分析。基于水结冰相变计算方法,建立极地船舶压载舱传热仿真... 低温环境可能导致极地船舶舷侧压载水舱内产生结冰现象,为了模拟舷侧压载舱结冰过程,本文采用多物理场仿真建模软件Comsol Multiphysics开展舱内水冰相变过程研究及参数敏感性分析。基于水结冰相变计算方法,建立极地船舶压载舱传热仿真模型,模拟压载舱内结冰相变过程,计算温度场和冻结状态的时空分布,最后分析舱内液位高度、外界和船体内部空气温度对压载舱内冻结行为的影响。结果表明,外界低温冷空气是舱内压载水降温结冰的主要控制因素,舱内液位越高,外界气温越低,舱内压载水结冰速率和冻结程度越高,船体内部气温越高,越不利于压载水冻结。基于水结冰相变计算方法的多物理场仿真能够较好地模拟极地船舶舷侧舱内压载水温度场和冻结状态的时空变化规律,为极地船舶压载水舱结构设计和防结冰措施制定提供技术参考。 展开更多
关键词 低温环境 压载舱 水冰相变 多物理场 热分析
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层间混杂层合板的抗低速冲击性能分析
12
作者 邱屿 项久洋 +2 位作者 徐双喜 谌伟 张士陈 《船舶工程》 北大核心 2026年第1期55-62,共8页
[目的]为有效解决层间混杂复合材料结构在低能量冲击作用下引起的损伤累积甚至失效溃败的问题,[方法]对层间混杂层合板开展低速冲击性能试验研究,探讨不同材料组合层合板的抗冲击性能差异。以玻璃纤维平纹织物、碳纤维平纹织物和Kevlar... [目的]为有效解决层间混杂复合材料结构在低能量冲击作用下引起的损伤累积甚至失效溃败的问题,[方法]对层间混杂层合板开展低速冲击性能试验研究,探讨不同材料组合层合板的抗冲击性能差异。以玻璃纤维平纹织物、碳纤维平纹织物和Kevlar平纹织物为研究对象,分别开展采用这3类平纹织物的单层板的基础力学性能试验,以及采用玻璃纤维-Kevlar、玻璃纤维-碳纤维和碳纤维-Kevlar等3种混合平纹织物的层间混杂层合板的水平低速冲击试验,研究不同混杂形式下层合板的抗低速冲击性能。在此基础上,基于基础力学性能参数,采用LS-DYNA软件对不同混杂类型层合板的抗低速冲击性能进行数值计算,并将计算结果与试验结果相对比,验证数值计算方法的有效性。[结果]结果表明:有限元方法具有较高的计算精度,且能对不同冲击能量下的试样损伤情况进行分析;相比碳纤-Kevlar,玻纤-Kevlar和玻纤-碳纤板的冲击吸收能量分别增加58.5%和36.9%。[结论]研究成果可为同类型层间混杂复合材料结构的抗低速冲击性能研究提供一定参考。 展开更多
关键词 混杂层合板 基础力学试验 低速冲击 LS-DYNA
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船舶结构制造精度控制
13
作者 黄涛 《船舶标准化工程师》 2026年第1期74-78,118,共6页
随着船舶工业的快速发展,船舶结构制造精度控制成为提高船舶建造质量、降低成本、缩短建造周期的关键因素。通过深入探讨船舶结构制造精度控制的重要性,分析影响船舶结构制造精度的各种因素,详细阐述精度控制的方法与技术,包括精度标准... 随着船舶工业的快速发展,船舶结构制造精度控制成为提高船舶建造质量、降低成本、缩短建造周期的关键因素。通过深入探讨船舶结构制造精度控制的重要性,分析影响船舶结构制造精度的各种因素,详细阐述精度控制的方法与技术,包括精度标准制定、测量技术应用和过程控制措施等,并结合实际案例分析精度控制在船舶建造中的实施效果。通过这些方法,船舶建造过程中构件尺寸偏差大幅减小,合龙精度显著提升,有效减少返工和修整,节约成本,船舶整体结构的稳定性增强,航行安全性得以保证。船舶结构制造精度控制的提高是未来发展的趋势,能为船舶制造企业提供有益的技术支撑,推动船舶工业的高质量发展。 展开更多
关键词 船舶结构 精度控制 精度标准 测量技术 过程控制
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耐压舱体结构设计及装配效率提升方法
14
作者 张婉茵 《船舶物资与市场》 2026年第1期1-3,共3页
在深海耐压舱体结构设计与装配技术方面,需着重解决轻量化与高强度之间的矛盾、有限空间内高精度装配等核心难题,复合材料夹层结构设计采用碳纤维增强材料,通过材料选型优化与三明治夹芯构型设计,实现较传统铝合金结构减重40%。有限元... 在深海耐压舱体结构设计与装配技术方面,需着重解决轻量化与高强度之间的矛盾、有限空间内高精度装配等核心难题,复合材料夹层结构设计采用碳纤维增强材料,通过材料选型优化与三明治夹芯构型设计,实现较传统铝合金结构减重40%。有限元仿真分析验证结构在15 MPa外压下安全可靠,最大压应力421.2 MPa,基于船舶结构规范CCS(中国船级社)要求,安全系数达2.13,智能化装配工艺结合机械臂辅助定位、专用工装开发应用、装配质量控制技术,定位精度达到±0.05 mm,人机工程学仿真优化操作舒适度,克服狭小空间装配难题。工程应用表明,新技术方案在保证结构性能的同时,装配效率提升37.5%,装配合格率达到98%。 展开更多
关键词 耐压舱体 复合材料夹层结构 智能化装配 有限元仿真 深海装备
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高能量低速冲击下橡胶贴敷GFRP抗冲击性能研究
15
作者 祝熠 梅志远 +1 位作者 李海涛 陶红波 《振动与冲击》 北大核心 2026年第1期150-161,共12页
对橡胶贴敷(rubber-coated,RC)玻璃纤维增强树脂基复合材料(glass fiber-reinforced polymer,GFRP)在高能量低速冲击下的动态响应和损伤模式进行了试验和数值研究。设计并制造了6型不同曲率GFRP层合结构,开展了高能量低速冲击试验,观测... 对橡胶贴敷(rubber-coated,RC)玻璃纤维增强树脂基复合材料(glass fiber-reinforced polymer,GFRP)在高能量低速冲击下的动态响应和损伤模式进行了试验和数值研究。设计并制造了6型不同曲率GFRP层合结构,开展了高能量低速冲击试验,观测冲击过程并进行损伤分析。基于宏观连续损伤力学理论和Ogden超弹性本构构建低速冲击有限元分析模型,冲击力-时程曲线、GFRP损伤模拟与试验结果吻合较好,进而对橡胶作用机理展开探讨分析。结果表明,GFRP/RC-GFRP典型的损伤模式包括凹坑、纤维断裂、基体损伤和分层损伤等;GFRP在冲击能量较小时,分层损伤模式在基体损伤诱导下为阶梯状,集中在冲击区域附近,冲击能量较大时表现为较均匀分布的几道明显裂纹,分层面积随曲率增大而增大;随着结构损伤加剧产生大挠度变形后,GFRP在膜应力作用下可能会出现纤维拉伸断裂;橡胶层具有缓冲吸能和扩大接触作用面积的作用,在冲头作用下出现大变形,改变局部应力状态,使GFRP冲击由局部变形主导转变为整体变形,并消除曲率对初始刚度的影响,显著提高了RC-GFRP损伤阈值。该研究结果为船舶与海洋结构物复合材料设计与应用提供了参考。 展开更多
关键词 橡胶贴敷玻璃纤维增强树脂复合材料(RC-GFRP) 冲击响应 失效模式 高能量低速冲击 层合曲板
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基于改进脉冲−空间叠加法的LNG运输船围护系统晃荡载荷反演及应力监测
16
作者 冯琛涵 李星辉 +1 位作者 袁昱超 唐文勇 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期248-258,共11页
[目的]晃荡载荷是围护系统最重要且最复杂的载荷之一,却由于数值模拟和模型试验的简化不能够被准确地计算或测量。为获得准确的晃荡载荷时程特征以及实现围护系统健康实时监测,采用改进逆脉冲−空间叠加法,通过测量部分结构响应推导出晃... [目的]晃荡载荷是围护系统最重要且最复杂的载荷之一,却由于数值模拟和模型试验的简化不能够被准确地计算或测量。为获得准确的晃荡载荷时程特征以及实现围护系统健康实时监测,采用改进逆脉冲−空间叠加法,通过测量部分结构响应推导出晃荡载荷以及高应力区域(热点)响应。[方法]建立测点位置和晃荡载荷作用位置的反演数学模型,预测多区域载荷;建立晃荡载荷作用位置和热点位置的响应预测数学模型,预测多热点应力。依据杜哈梅积分建立载荷−响应方程,采用Tikhonov正则化方法求解晃荡载荷,根据L曲线法选取目标函数最优正则化参数进而得到晃荡载荷稳定正则解,并对晃荡载荷预测步长展开研究。[结果]晃荡载荷预测精度随载荷复杂度增加而降低,随载荷预测步长减小而增加。所有工况下载荷及热点应力时程曲线与真实值变化趋势一致。通过控制载荷预测步长,能够保证晃荡载荷和热点应力峰值误差分别小于10%和1%。[结论]相较于试验测量和数值模拟的正方法,载荷反演的逆方法为围护系统晃荡载荷获取提供了新思路。改进逆脉冲−空间叠加法成功用于LNG运输船围护系统晃荡载荷反演以及热点应力预测,验证了该方法应用于复合材料组合结构的可行性,可为该方法应用于其他船海结构物提供参考。 展开更多
关键词 薄膜型围护系统 液体晃荡 载荷反演 应力监测 脉冲−空间叠加法 动态载荷 液货舱
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风浪流耦合下偏置立柱式浮式平台的动力响应
17
作者 潘伟宸 沈勇 +2 位作者 刘传艺 刘华兴 王希坤 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第3期53-57,共5页
全耦合气动-水动-伺服-弹性模型的实现,对于浮式风机设计过程中获取可靠的动态响应数值预测至关重要。本文选取偏置立柱式平台支撑结构和DTU 10 MW风机,采用AQWA和FAST软件进行联合数值模拟,系统分析附加质量、一阶波浪力传递函数以及... 全耦合气动-水动-伺服-弹性模型的实现,对于浮式风机设计过程中获取可靠的动态响应数值预测至关重要。本文选取偏置立柱式平台支撑结构和DTU 10 MW风机,采用AQWA和FAST软件进行联合数值模拟,系统分析附加质量、一阶波浪力传递函数以及不同海况条件下的耦合动力响应。频域研究结果表明,附加质量表现为高频范围时呈现多个峰值,而在低频范围内保持相对稳定;一阶波浪力在转动自由度上表现出低频趋零特性。时域耦合分析显示,相较于无风工况,有风不规则波作用会显著增大平台运动幅度;在相同湍流风速条件下,加入更加恶劣海况条件的浪和流会进一步加剧浮式平台的偏离振荡导致运动响应幅值明显增大。 展开更多
关键词 漂浮式海上平台 偏置立柱式 运动幅值 耦合动力响应
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舰船轴频电场弱信号高增益检测方法
18
作者 余平洋 王宏磊 杨益新 《水下无人系统学报》 2026年第1期29-36,共8页
针对舰船轴频电场信号弱且易被噪声掩盖的问题,提出了一种基于优先检测与选择性增强原则的高增益弱信号综合检测方法。首先利用自适应噪声完备集合经验模态分解结合窄带功率谱能量峰值熵比特征,再通过滑动窗口与动态门限技术实现对目标... 针对舰船轴频电场信号弱且易被噪声掩盖的问题,提出了一种基于优先检测与选择性增强原则的高增益弱信号综合检测方法。首先利用自适应噪声完备集合经验模态分解结合窄带功率谱能量峰值熵比特征,再通过滑动窗口与动态门限技术实现对目标信号的初步检测;信号检测成功后,触发三稳态随机共振与变步长最小平均p范数增强机制,进一步增强目标信号的线谱特征,并在此基础上实现目标信号特征频率的提取。仿真结果表明,所提方法在信噪比为-12 dB的条件下检测准确率超过85%,漏检率低于30%,且能准确提取到目标信号的特征频率,为舰船弱电场信号的实时监测提供了可行的技术方案。 展开更多
关键词 舰船 轴频电场 弱信号检测 最小平均p范数 能量峰值熵比
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基于USBL的USV-AUV协同多目标路径规划
19
作者 米彦龙 杨惠珍 郭天阳 《水下无人系统学报》 2026年第1期148-156,174,共10页
面向无人水面艇(USV)辅助多自主水下航行器(AUV)作业应用背景,针对水下通信易受干扰、有效距离有限及协同稳定性不足等问题,提出一种基于超短基线(USBL)定位系统的USV-AUV多目标协同路径规划方法。通过分析USBL工作原理与海洋水声信号... 面向无人水面艇(USV)辅助多自主水下航行器(AUV)作业应用背景,针对水下通信易受干扰、有效距离有限及协同稳定性不足等问题,提出一种基于超短基线(USBL)定位系统的USV-AUV多目标协同路径规划方法。通过分析USBL工作原理与海洋水声信号传播特性,融合USBL信号有效区、射线声学理论定义的声线传播边界及声呐方程计算的最大作用距离,共同构建协同作业的稳定通信范围。在确保USV与AUV处于水声通信有效范围的前提下,进一步优化路径长度、路径平滑度和USV-AUV的通信性能,建立了USV-AUV协同路径规划的多目标优化模型,采用融合遗传算法(GA)、粒子群优化(PSO)和教学优化(TLBO)算法的协同优化策略求解。仿真实验探究了通信距离、AUV作业深度等参数对USV规划路径影响,结果表明,所提方法在满足USBL通信约束的同时,能够有效提升USV与AUV协同工作的稳定性和效率,为多AUV执行复杂海洋任务提供可靠保障。 展开更多
关键词 无人水面艇 自主水下航行器 超短基线定位系统 协同路径规划 多目标优化 水声通信 GAPSO-TLBO算法
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基于专家知识与深度强化学习的双层自主决策方法
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作者 肖文文 蔡乾亚 +3 位作者 毛立夫 林源 赵媛 王绵进 《水下无人系统学报》 2026年第1期182-189,共8页
水下环境复杂多变,水下无人系统面临感知信息不完备与环境不确定性的双重挑战,传统决策方法依赖完备的感知数据与地图信息,在动态复杂场景中自适应能力不足,难以高效完成自主导航、避障等任务。针对此,文中提出一种基于专家知识与深度... 水下环境复杂多变,水下无人系统面临感知信息不完备与环境不确定性的双重挑战,传统决策方法依赖完备的感知数据与地图信息,在动态复杂场景中自适应能力不足,难以高效完成自主导航、避障等任务。针对此,文中提出一种基于专家知识与深度强化学习的双层自主决策方法,旨在提升水下无人系统的智能决策自适应能力与任务执行效率。具体而言,首先设计包含七大功能模块的双层自主决策架构,通过强化系统鲁棒性切实保障航行安全;然后,提出融合专家知识与深度强化学习的自主决策策略生成方法,提升水下无人系统在未知场景中的自适应能力:最后,提出多模块设计方法实现各功能模块的解耦,有效提升水下无人系统的研发效率。以水下无人系统为研究对象,在Unity虚拟仿真平台开展自主导航与避障实验,结果表明,文中所提方法的任务成功率与平均奖励值收敛速度均优于近端策略优化、软演员-评论家等基准方法,为真实场景下的自主决策优化研究提供了坚实的理论支撑。 展开更多
关键词 水下无人系统 深度强化学习 专家知识 双层自主决策
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