ABAQUS在船舶工业中的应用

典型用户——诺斯罗普.格鲁曼—新港，General Dynamics，Lockheed Martin，中国船级社702，708

船舶总体的强度分析

　　船舶的总体强度分析在船舶的设计中是首先需要考虑的问题。船的结构庞大，往往是计算模拟的难点所在。Abaqus针对这类大型问题，拥有专门的技术可以在工程应用领域对此类问题获得良好的解。下图是国内某单位采用Abaqus对某型舰艇进行了强度分析，计算中分别考虑6级和9级海况下，船舶的抗风浪能力。


船舶的频率分析

　　Abaqus推出了AMS（Automated Multilevel Substructure）求解器，可以解决大模型的模态提取问题。同时Abaqus还提供了声学单元来模拟湿模态提取的问题，利用该单元可以模拟周围水的重量、压力以及船体湿表面和附着水的粘着作用。国内某研究机构采用Abaqus对某型号的舰船进行了湿模态分析，结果和设计值非常吻合。

水下爆炸

　　实船的实验耗资巨大，且由于是瞬态实验很多现象不易发觉，故而数值计算在水下爆炸（UNDEX）的分析中能起到重要的作用。


气泡在水下爆炸中的模拟


船用设备－船载设备抗冲击分析

　　Abaqus推出了专门评估船载设备在受到冲击载荷时的峰值响应的分析工具——DDAM for Abaqus。下图是美国海军水下武器中心采用DDAM for Abaqus对安装在箱式梁上的泵进行了DDAM的分析，获得了其受到冲击时的峰值响应情况，以及部件对整体模态的贡献。


船用设备－电子设备热分析

　　　　鱼雷－线导鱼雷的导线沿潜艇外壳运动的分析：用Abaqus研究了当鱼雷发射后进入由潜艇运动引起的流场时套管的运动，在分析中用到许多Abaqus非线性分析功能，如杂交梁单元，大变形分析，非线性动态响应直接积分，撞击硬表面……

 
鱼雷噪声分析

　　Abaqus具有杰出的声学分析功能，提供的声场单元，计算效率高精度好。美国海军水下武器中心的发射和导弹系统部利用Abaqus/Standard对某型号的鱼雷进行了运行中的噪声分析，得到了鱼雷周围的声场信息。



动力系统－船用柴油机曲轴装配过程模拟分析：
  
套轴依次加热进行装配        整体结构的残余变形

USS IOWA 事故的结构分析 (Finished by Sandia National Laboratories)：

　　1989年4月19日美国USS IOWA战列舰2号炮塔发生无法解释的爆炸， 47名人员死亡。美国海军推断，推进炸药爆炸促成了击发拴座(rammermans seat)进入操作杆弧座（quadrant）或等效于在事故中拴的速度很低。本例用Abaqus/Explicit对击发拴座的运动进行分析。
 
16英寸火炮添装装置机理  上图:击发拴座(rammerman’s seat)载荷的空间分布
下图:击发拴座(rammerman’s seat)有限元分析模型
船舶结构搁浅损伤分析
船舶搁浅是一种经常发生的事故，有限元仿真模拟搁浅过程，可以提供设计和分析依据。
碰撞过程：由Abaqus/Explicit实现。

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