一种用于SWATH湿甲板动响应分析的砰击载荷实用计算方法

利用连接桥模型试验,通过对几种砰击载荷计算方法的比较,提出用抛物线型函数对砰击压力进行二元非线性回归,与试验值吻合较好,得到了一种用于SWATH湿甲板动响应分析的砰击载荷时历载荷形式.给出一条船的算例,分析了湿甲板砰击的特点,得到航速、有义波高、遭遇频率、湿甲板高度都是影响砰击发生及其量值的因素的结论,指出在分析湿甲板砰击强度时必须采用动响应分析法.     

舰船管路系统冲击响应时域仿真及试验研究

对某型舰船管路系统在水下爆炸作用下的冲击响应进行了仿真及试验分析,得出如下结论:加速度响应最大值的仿真值与试验值的误差在30%以内;应变响应仿真的绝对值最大值与试验值最大值的误差在30%以内;随着爆炸距离的增大,最大冲击位移呈递减趋势;最大冲击应力也呈递减趋势,但出现的位置一般为弯管处.仿真及试验的结果表明应用ANSYS软件对舰船管路系统在水下爆炸作用下的冲击响应进行计算是可行的.     

多支点处不同冲击作用下的舰船推进轴系冲击计算及分析

为分析舰船推进轴系在多支承轴承处不同冲击作用下的冲击响应,采用有限元法和大质量法建立相应的计算模型(多支点不同激励).通过数值计算,分析了多支点不同激励下推进轴系冲击响应特征及与多支点相同激励下响应结果的差异.结果表明,多支点不同激励下推进轴系的冲击响应基本介于最大和最小多支点相同激励下的结果之间,有些位置处的响应结果最大误差高达30％以上.因此,若要较准确地预估推进轴系的冲击响应,应考虑各轴承处冲击载荷不同的影响.为简便起见,工程设计中可用各轴承处最大冲击载荷作为激励,用多支点相同激励模型分析轴系的冲击响应,但计算结果偏保守.     

冲击载荷下船舶轴系转速与回旋振动间影响研究

传动稳定性是船舶推进轴系工作的重要性能之一,但是当冲击载荷作用在轴系上时必将激起轴系的振动响应.由于船舶推进轴系支承在滑动轴承上,当其回转速度不同时轴承油膜支承力发生变化,改变了轴系的支承状态,从而在冲击载荷的作用下轴系的振动响应随转速的改变也不同,文中用理论计算和试验方法研究了冲击载荷作用下船舶推进轴系回转速度与轴系回旋振动特性之间的关系,得到在轴承自激振动区域冲击作用激起轴的振动作用最强烈,破坏性最大.     

滑行艇波浪中砰击压力极值研究

滑行艇在波浪中高速滑行时,会引起局部较大的砰击载荷和非常复杂的表面压力分布。为了在保证安全的前提下将装载能力和动力最大化,艇体初步设计时必须合理的估算使用海域可能出现的局部极限载荷大小,来调整艇体抗压能力,获取最优化设计。通过在规则和不规则波浪中的模型试验,测得艇体局部受到的砰击压力极值及特性。并引用简单有效的方法计算该值,与试验测量值吻合较好,证明该方法有一定的工程应用性。     

基于桩—土相互作用的钢桩动力响应研究

以某工程船钢桩为例,通过非线性数值分析方法,考虑桩土相互作用对复杂载荷作用下的钢桩动力响应问题进行了分析研究,分析表明固桩缓冲区材料参数、波浪参数(浪向角、有义波高及过零周期)等等都具有较为明显的影响,相关研究结果可为类似工程装备钢桩设计提供参考.     

深水桥墩地震响应研究现状与展望

分析了地震激励下水-深水桥墩动力相互作用, 总结了动水压力作用机理、地震动水压力的计算方法和水-结构动力相互作用分析方法, 研究了深水桥墩地震响应特征和影响因素以及水下振动台试验进展, 并对比了各国规范中动水压力计算方法。研究结果表明: 动水压力降低桥墩自振频率, 增大桥墩地震响应, 其影响在桥梁的抗震设计中不可忽略; 现有研究采用的桥墩形式较为简化和单一, 建议开展更多以桥墩体系、桥梁体系为对象的深水桥梁地震响应研究; 对于地震作用下动水压力计算, 目前各国规范多基于Morison方程, 但对其适用范围尚不明确, 应深入研究Morison方程的适用范围、修正方法与准确便捷的地震动水压力计算方法; 目前水下振动台试验大多集中在动水压力对桥梁下部墩桩地震响应的影响上, 响应大多在弹性范围内, 应进一步研究在大震作用下深水桥墩的非线性响应与破坏模式; 目前针对深水桥墩在地震和波浪联合作用下的动力响应研究较少, 应深入研究在地震、波浪、海流联合作用下深水桥墩与水的相互作用机理; 目前缺乏对全桥结构的地震响应研究, 应开展深水桥梁全桥分析与多子台水下振动台试验。      

流固冲击载荷下加筋板非线性动力响应与敏感度分析

在考虑大变形、忽略阻尼的影响下,基于有限元软件ANSYS分析了加筋板在流固冲击载荷下的非线性瞬态响应.不仅将不同的冲击载荷形式,譬如阶跃载荷和三角形载荷,与流固冲击载荷对加筋板动力特性的影响进行了比较,还分别讨论了载荷峰值、冲击载荷持续时间、板厚、加强筋材料体积比和截面宽高比的影响,并对它们作了敏感度分析.     

弹性车轮瞬态动力响应的有限元仿真方法研究

初步讨论了橡胶弹性车轮瞬态动力响应的有限元仿真方法，进行了基于橡胶材料超弹性特性力学本构关系建模方法研究，在此基础上模拟了弹性车轮与刚性车轮在道岔冲击载荷作用下的瞬态动力响应。     

舰船在水下爆炸载荷下动力响应研究

文章首先建立了舰船水下爆炸过程的力学模型,并利用LS-DYNA 软件进行数值模拟与计算功能,分析了舰船在冲击波载荷作用下的位移、速度、加速度以及应力等响应,为舰船的抗爆研究提供参考     

海上浮式结构物的模糊运动响应分析初探

为进一步客观反映海上浮式结构在波浪中的运动响应,对其进行不确定性分析特别是模糊运动响应分析是十分必要的。运用模糊统计方法,并结合试验分析了波浪载荷及系泊约束的模糊性,对系泊结构的系统模糊性进行了初步描述,推导了相应的模糊运动方程。研究表明,模糊性因素的存在,按传统的确定性算法难以准确反映结构的真实受力及运动情况,先将波浪载荷等输入模糊化后再求解方程并结合试验数据综合确定系统的受力和运动,这是目前较有效的改进方法。     

水下非接触爆炸作用下浮动冲击平台运动响应试验研究

对于浮动冲击平台在水下非接触爆炸作用下的冲击响应进行了测量、分析.采用NI公司的采集机及PCB传感器对平台结构的冲击响应（速度、加速度、位移、自由场压力、应力）进行测试,得到不同爆距、平台结构的数值,分析了药量、爆距、平台结构（等爆炸因子）对冲击响应的影响,结果表明：爆距对冲击响应的影响呈非线性变化,结构对冲击响应值影响很大.     

模型参数对轨道列车吸能结构特性的影响

为深入地研究材料本构模型参数、材料、单元尺寸参数和网格密度分布等对车辆碰撞仿真结果的影响,基于碰撞界面的非线性接触算法,建立了典型吸能装置的动态冲击动力学模型,在进行材料动态冲击试验的前提下,考察了虚拟数字计算中涉及到的变形体本构模型、应变率效应等关键技术对吸能部件的响应影响形式.研究表明,变形体的材料本构模型的简化差异对动态冲击响应具有显著的影响;在结构设计相同的的情况下,低碳钢材料的吸能容量要远远超过铝合金材料;而过大的网格尺寸不能准确描述结构细微的塑性变形.     

基于ADAMS的船用浮式起重机补偿装置平台运动学分析与研究

如何减小波浪对舰船工作所造成的影响已经成为舰船发展中极具挑战性的问题.本文以荷兰某公司设计的三自由度波浪补偿控制平台为研究对象,在分析该结构补偿装置平台的空间结构和空间姿态的位置解算的基础上,运用ADAMS软件完成该平台在横摇、纵摇及横荡三种运动复合运动下的运动学正、逆解仿真与分析和动力学仿真与分析,为波浪补偿装置平台的设计提供可靠的的理论数据基础.     

船模过驳波浪运动检测试验研究

利用研究构建的船舶波浪运动检测系统和检测数据处理及有效积分的方法,在波浪试验室进行了船模过驳波浪运动试验,并对试验数据进行了分析处理.分析指出,舰船过驳时应在迎浪的情况下进行,并且应适当调整两船相对波浪的位置,尽量使两船的波浪运动相位同步.     

落石冲击下单压式拱形明洞的力学响应

为进一步了解结构受力情况,为明洞结构设计提供依据,采用动力有限元方法,对客运专线双线单压式拱形明洞落石冲击下结构力学响应进行了研究.首先,以竖直下落冲击为基本工况,从落石与洞顶回填土的相互作用及运动轨迹入手,分析了结构的应力、应变、应变率、位移、速度、加速度等作用效应响应;其次,根据落石、回填土及结构间能量的转化与传递规律,结合结构及基底应力响应,阐述了回填土和混凝土填充材料对落石冲击的缓冲和对结构的保护作用机理,以及边墙形式对基底及仰拱受力的影响;最后进行了45°斜向冲击响应分析并与基本工况进行了对比.研究结果表明:所设计的明洞结构可以承受竖向700 k J的落石冲击能量,拱顶、拱肩及墙身内侧和耳墙墙址等部位是相对受力不利位置,回填方式和直墙式拱墙形式有待进一步研究优化;冲击引起的结构应变率响应介于1×10~(-3)~1×10~(-2)s~(-1),与地震引起的响应范围相同;在本研究工况下,45°斜向冲击作用效应总体上小于竖直冲击.     

波浪载荷下海中观光塔铸钢节点疲劳强度验算

为正确估算铸钢节点的疲劳寿命,以杭州湾跨海大桥海中平台观光塔为例,提出了波浪载荷作用下铸钢节点疲劳强度的验算方法.采用统计学方法,将波浪载荷视为平稳随机过程,按修正的皮尔逊-莫斯柯维奇谱建立波浪的功率谱密度函数;采用谱分析方法计算应力响应功率谱,并归纳其概率特性;通过近似计算和选取性能相近材料的参数,计算获得了危险点的疲劳极限,并对危险点的疲劳强度进行了验算.结果表明:该观光塔危险点疲劳强度的安全系数可以达到3.     

基于流固耦合的铁路客车水箱冲击应力分析

以铁路客车的椭圆水箱为研究对象,分别建立箱体结构和流体结构的有限元模型.在横向、纵向、垂向依次对水箱施加连续冲击载荷,采用VOF方法分析水箱内气液两相流动,得到不同时刻水箱内的气液两相分布状态.基于单向流固耦合法进行流固耦合计算,分析水箱体及内部防波板的冲击应力.结果表明:相同冲击作用下,箱体应力随盛水水位增高而增大,满水冲击晃动时箱体的冲击应力最大.通过分析,确定了箱体结构的薄弱位置,可为水箱结构优化设计提供参考.     

桥梁振动主动控制

研究了桥梁振动主动控制方法。详细说明了主动控制方法的应用,推导并分析了梁式结构振动控制的基本原理和方法。结果显示本方法在实际中可以减小桥梁的响应。     

SCLD板模态控制模型及振动控制

为有效抑制薄板在外界激励下的低频振动,对机敏约束层阻尼(SCLD)结构进行了主动振动控制研究.首先,考虑了黏弹性材料随温度与频率变化的阻尼特性,结合GHM阻尼模型建立了耦合系统有限元动力学分析模型;其次,考虑到结构动力学模型自由度庞大,采用物理坐标下自由度动力缩聚和状态方程下复模态截断进行了两次降阶,并通过复模态空间向实模态空间转换,得到了低维实模态控制模型;最后,通过模态实验验证了理论模型,并基于低阶控制模型设计了振动控制器,证明了研究方法的正确性.研究结果表明,采用本文的组合降阶方法可以有效地对SCLD结构进行降阶,对模态控制模型主动控制取得了良好控制效果:在单位阶跃激励下,振动响应衰减时间从0.20 s缩短为0.08 s;在随机白噪声激励作用下,振动响应均方根值降低了39.65%.