大刚度板桩码头有限元分析

本文针对大型板桩码头的截面形式和结构进行优化研究。运用规范中关于板桩内力及入土深度的计算方法对矩形、T形以及工字形截面的前墙进行计算,并从配筋率和造价方面进行截面优化,得出对于大型大刚度的板桩码头,前墙和锚碇结构采用T形截面更经济,且施工质量可靠。在此基础上运用有限元模型,对T形截面板桩墙的位移和内力进行影响因素分析,并对板桩码头结构进行优化,得到了大型板桩码头的优化截面和结构。成果对于大型深水板桩码头的设计具有参考价值。     

斜船架结构承载试验与有限元分析

运用有限元方法,采用薄壳单元、弹性梁单元和薄壁圆管单元建立了斜船架混合单元有限元模型,对国内某大型造船厂船舶下水用斜船架的结构承载能力进行分析。理论计算结果与试验测量数据对比较为吻合。在此基础上,提出了结构优化设计方案并进行了计算分析对比     

基于SolidWorks的龙门铣床侧刀架有限元分析及优化设计

侧刀架是龙门铣床的重要部件之一,利用SolidWorks建立侧刀架三维模型,通过SolidWorks Simulation对三维模型进行有限元分析来得到应力和应变分布情况。最后通过SolidWorks的优化功能对侧刀架模型进行了优化设计,从而提高了该侧刀架的工作性能,同时减轻了侧刀架的自重来节省材料和降低成本,使侧刀架结构更加合理。     

斜船架结构承载试验与有限元分析

运用有限元方法,采用薄壳单元、弹性梁单元和薄壁圆管单元建立了斜船架混合单元有限元模型.理论计算结果与试验测量数据对比较为吻合,证实了该模型是可行的.在此基础上,提出了结构优化设计方案并进行了计算分析与对比.     

新型导管架复合式深吃水半潜平台概念导管架对平台整体垂荡、横摇和纵摇运动的影响分析

导管架复合式深吃水半潜平台是近年来为了适应南海恶劣海况而提出来的新型干树半潜平台概念,主要由传统的深吃水半潜平台和导管架两部分组成。导管架的设计主要是为了支撑上层甲板结构,提高平台稳性和气隙性能。文章主要针对该平台概念的垂直平面运动进行分析,对不同海况下平台系统的数值和模型试验的结果进行了对比分析,运用频域分析方法分析了该平台与传统半潜平台之间的区别。并重点分析了导管架部分对平台垂直平面内的运动造成的影响。结果表明,该平台概念较传统的半潜平台而言具有较好的垂向运动性能,而且导管架部分对平台垂直面内的运动影响较小,导管架设计的主要优势并未受到较大的折减。     

新型导管架复合式深吃水半潜平台概念导管架对平台整体垂荡、横摇和纵摇运动的影响分析（英文）

导管架复合式深吃水半潜平台是近年来为了适应南海恶劣海况而提出来的新型干树半潜平台概念,主要由传统的深吃水半潜平台和导管架两部分组成。导管架的设计主要是为了支撑上层甲板结构,提高平台稳性和气隙性能。文章主要针对该平台概念的垂直平面运动进行分析,对不同海况下平台系统的数值和模型试验的结果进行了对比分析,运用频域分析方法分析了该平台与传统半潜平台之间的区别。并重点分析了导管架部分对平台垂直平面内的运动造成的影响。结果表明,该平台概念较传统的半潜平台而言具有较好的垂向运动性能,而且导管架部分对平台垂直面内的运动影响较小,导管架设计的主要优势并未受到较大的折减。     

水气分离抽真空技术在软土地基处理施工优化的研究

对传统软土地基处理真空预压水气分离技术施工存在的问题进行施工工艺优化,以工程实体为依托,对泥浆搅拌墙施工工艺和水气分离抽真空控制技术要点进行优化,并确定泥浆搅拌墙、水气分离真空预压技术在软土地基处理加固中相关施工参数,同时对地基处理加固及土体压缩效果进行分析,总结泥浆搅拌墙最佳施工参数及水气分离抽真空技术要点。     

典型船舶板架拓扑与形状优化设计

以典型板架结构(船底板架和上层建筑板架)为研究对象,探讨结构拓扑与形状优化设计方法在船舶设计中的应用。对船底板架结构进行形状和尺寸优化(优化目标是指定应力约束条件下结构重量最小),优化后的结构重量减少了15.82%。为改善舱室顶部空间布局,提高舱室顶部板架结构的固有频率,对上层建筑板架进行拓扑优化,寻求材料最优分布,并在对其进行静力分析和模态分析的基础上,以体积百分比为约束条件,以板架固有频率为目标函数,得到拓扑优化后的结构型式,新结构型式使材料分布更加合理,有利于舱室顶部管道和电缆等的铺设。研究表明,在目前的板架结构设计中,可广泛应用结构拓扑与形状优化设计技术。     

基于优化的砌体结构条形基础宽度设计

提出了砌体结构条形基础宽度的优化设计方法;该法考虑了纵横墙的相互作用、基底的重叠、地基不均匀情况和构造要求,以条形基础底面积为目标函数,给出优化结果;通过例题对多种方法进行了分析比较.     

软土基坑水泥搅拌桩格栅墙支护的优化

本文通过工程实例,采用建立有限元模型的方式,通过调整水泥搅拌桩格栅墙的布置形式,对原设计方案和优化后的方案进行受力计算和分析,并从结构的合理性和安全性方面对水泥搅拌桩格栅墙的布置形式进行对比和分析,可为日后相似工程提供借鉴和参考。     

基于ANSYS Workbench拓扑优化对止动架轻量化的研究

针对止动架重量过大及焊接、维修工艺性差等问题,本文提出将拓扑优化方法应用到止动架轻量化设计中。首先,进行三角板模型的静应力有限元计算,并对三角板模型进行拓扑优化,通过对比三角板模型优化前后的计算结果,验证了拓扑优化方法的可行性。然后将拓扑优化方法应用到止动架结构优化设计中,达到了轻量化设计的目的。该方法可应用于同类大型焊接结构件的轻量化设计,具有一定的工程应用价值。     

舰用齿轮箱及推力轴承抗冲击三维数值模拟

采用动态设计分析方法对舰用齿轮箱和推力轴承进行抗冲击性能分析,同时创新性地引入质量控制领域中的[3σ]准则思想,基于齿轮箱和推力轴承冲击作用响应确定齿轮箱和推力轴承的抗冲击危险区域,针对大齿轮传动轴轴承、轴承座、大齿轮传动轴辐板部位、下箱体箱壁交叉处等抗冲击的薄弱环节和危险区域进行结构优化设计,并与原结构进行对比分析。结果显示,适当增加危险区域的板厚,在设备质量仅微量增加的前提下可显著提高舰用齿轮箱的抗冲击能力,所采用的评估体系和流程适用于舰船所有设备的抗冲击性能预测与评估。     

大型集装箱船绑扎桥结构优化设计

为有效降低大型集装箱船的空船重量,针对绑扎桥结构轻量化设计进行研究。以某14500TEU集装箱船为研究对象,根据船级社规范要求针对结构设计方案进行有限元计算分析,依次从剪力墙布置、立柱设置和局部尺寸优化等三个层次对原始方案进行优化设计。研究结果表明,优化方案在满足船级社规范要求、保证堆重指标的同时有效降低了绑扎桥的结构重量。本文的设计思路和优化方法可以为今后大型集装箱船绑扎桥的结构设计提供一定参考。     

圆形基坑地连墙支护结构监测分析

圆形基坑多为应用于特殊场合的深基坑,根据基坑支护结构监测的实测资料,对地下连续墙侧向位移、墙顶水平位移、墙体垂直沉降、孔隙水压力、土压力及墙体内力等监测结果进行了分析,认为:原支护结构偏于保守,支护结构可以得到进一步优化。     

基于多目标粒子群算法的翼剖面优化设计

船舶桨舵等装置均有水翼剖面组成,为了得到水动力性能更好的桨舵装置,需要对水翼进行优化设计。基于iSIGHT优化平台,采用粒子群优化算法,以保证水翼剖面升阻比和改善水翼表面压力分布为优化目标,进行多目标水翼优化。通过改变水翼剖面的拱度分布和厚度分布进行优化设计。优化后得到的最优剖面相对于原始剖面,明显增加了剖面的最小压力系数,并适当提高了升阻比,从而提高了水翼剖面的空泡性能和升力性能。因此,验证了利用多目标粒子群算法进行翼型优化设计的可行性。     

Vectorization and constraint grouping to enhance optimization of marine structures

Vectorization converts classical scalar optimization formulation, which strictly separates the objective from constraints, into a vector-based optimization, transforming constraints into objectives. Effectively, the search is not conducted anymore for a single optimum, but for a set of Pareto optima between the original objective and transformed constraints. Constraint grouping enhances handling of multiple constraints for vectorized problems, by combining several constraints within a single-objective function, thus reducing the computational time and computational difficulties of high-dimensional spaces created by vectorization. This paper formulates and investigates these two concepts with respect to design of marine structures. It analyses their effects on the possibility to improve the flexibility of optimization in a practical environment, by implementing them within a simple genetic algorithm. Obtained results of vectorization applied to realistic weight optimization problem are encouraging when compared with the results of the classical scalar form optimization, showing a significant improvement in magnitude as well as in reduced computation time needed to reach the optimum.     

船体艏部水动力性能优化

提出一种以势流兴波阻力理论Rankine源方法为基础,结合SHIPFLOW软件为计算工具,利用CAD-CFD集成平台FRIENDSHIP-Framework软件进行变形优化,研究船舶的最小兴波阻力型线优化设计的方法,并考察了兴波优化得到的船型总阻力变化情况。在型线优化过程中,以兴波阻力系数为目标函数,排水量变化范围为约束条件,在Wigley船体前端增加一个利用Feature建模技术参数化生成的球艏并调整艏部型线使得船体表面光顺。选取球鼻艏形状的各项参数作为基本设计变量,利用DOE方法对船艏进行优化,获得了设计航速下兴波阻力较小的船型,验证了所提方法进行船艏型线优化的有效性。相应的考察变形及优化前后总阻力变化情况表明:在高傅汝德数情况下增加球艏所带来的粘性阻力的增加小于兴波阻力的减小量,总阻力得到了改善,优化后得到的球艏能在进一步减小兴波的同时减小总阻力。此外,还运用所提方法对3100TEU船型的船艏,利用Delta Shift方法进行变形,在设计航速下,将变形的参数作为设计变量,利用DOE方法进行优化设计。结果显示:在排水量限制范围内当球鼻艏向上向前伸展一定长度时可以降低兴波阻力。与此同时,由于优化前后船体湿表面积变化很小,粘性阻力的变化并不明显,兴波的减小则使得总阻力得到了改善。     

大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法

多学科设计优化(MDO)是解决复杂系统工程问题的有效手段。通过对大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法进行研究,将船体结构设计分为船体横剖面结构布置方案自动生成、船体横剖面结构方案优选、船体结构重量估算3个步骤;根据总体方案提供的主尺度、横剖面外形轮廓和分层分舱等信息,依据骨材(桁材)均匀布置和余量控制的原则,生成船体横剖面结构布置方案,并提出一套参考母型船设计,确定设计船构件尺寸初值的方法;在船体横剖面结构方案优选过程中,采用调用代理模型代替板架有限元仿真模型的方法来减少结构分析的计算时间,并采用组合法获得重量最轻的设计方案。     

生态挡土墙在航道护岸工程中的应用

生态航道是航道整治建设的大趋势,航道建设中的挡土墙需改变原有非生态的结构形式,尽可能实现生态化、人性化、景观化等多功能目标。重点阐述几种应用于航道整治护岸工程中的生态挡土墙的结构及应用,探讨生态挡土墙在航道护岸工程中的发展前景。