受冲薄壁圆管动态渐进屈曲的非线性有限元分析

采用非线性有限元方法,在经典刚塑性理论的基础上,考虑了材料非线性、大变形效应和应变率敏感性,对薄壁圆管的动态渐进屈曲过程进行了数值仿真.研究表明,利用非线性有限元数值仿真方法,可以对薄壁圆管动态渐进屈曲这一复杂的力学过程进行真实有效的模拟再现.     

船舶模型在波浪下的崩溃数值仿真及试验

大波浪因具有巨大波高而会造成船体结构崩溃失效,甚至断裂,准确预报船体结构在波浪下的非线性动态强度已成为船舶结构新的研究方向.提出一种结合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法,预报船体结构在波浪下的非线性动态强度,三维势流理论用于计算波浪载荷,非线性有限元用于计算船体结构的弹塑性和屈曲变形.为验证数值仿真方法的准确性...     

SPS复合加筋板后屈曲失效过程分析

SPS夹层结构因其比强度高、比刚度好、减振降噪、可设计性强等优点,在船舶领域得到广泛关注。本文采用非线性Ansys有限元方法,通过失效判据和刚度退化准则的二次开发,对SPS复合加筋板结构进行后屈曲渐进失效过程研究,重点分析了结构的动态后屈曲失效模式、损伤扩展路径和极限强度,并开展了SPS复合结构动态后屈曲影响因素研究。通过与钢制结构的后屈曲渐进失效过程对比,进一步验证了SPS复合结构在稳定性方面的优势。研究结果为提高SPS复合结构在船舶应用中的安全性和经济性提供依据。     

轴向受冲薄壁圆管的尺度效应研究

在理论研究中，轴向冲击下薄壁圆管的力学特性一般都是采用结构有效利用率和紧致比两个无量纲比值来研究的，由于忽略了圆管的尺度效应，故这种处理过于简单。为使问题处理值得更好，这里应用非线性有限元技术，对薄壁圆管受轴向冲击载荷作用进行研究，研究紧致比相同而中径和厚度不同时的动响应力学特性及吸能特性，并根据计算结果分析了圆管的尺度效应。     

船舶甲板结构稳定性试验及改进设计

为研究具有大开口甲板板架结构的稳定性问题,本文设计了含大开口结构的甲板板架模型,开展了其轴向受压稳定性实验,并采用非线性有限元软件Abaqus对该模型的屈曲破坏过程进行数值仿真计算,试验结果与数值仿真结果吻合较好。在此基础上,根据甲板结构屈曲失效的诱因,设计5种改进设计方案,并使用经试验验证的有限元仿真计算方法对各种改进方案进行分析,选出最佳方案。本文工作为船舶甲板结构稳定性设计提供了一定的参考依据。     

一种新型舰船防护板的抗水下爆炸冲击性能研究

防护板在舰船上的应用非常广泛,它对于提高舰船抵抗水下爆炸冲击波载荷性能、抗碰撞冲击性能等都具有重要作用。利用薄壁圆管的吸能特性设计了离散型和紧密型圆管夹心板,使用大型非线性有限元软件MSCDytran建立水域、炸药及防护板的三维有限元模型,并进行水下爆炸数值计算,从板的吸能能力、加速度响应、变形量3个方面分析了2种夹心板和普通平板在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性能。仿真计算结果表明,离散型夹心板的抗爆性能优于紧密型夹心板和普通平板。     

船舶甲板结构稳定性实验与数值仿真研究

为了研究具有大开口甲板板架结构的稳定性问题,本文设计了含大开口的甲板板架模型,开展了其轴向受压稳定性实验,并采用非线性有限元软件ABAQUS对该模型的屈曲破坏过程进行了数值仿真计算,试验结果与数值仿真结果吻合较好.在此基础上,分析了导致结构屈曲失效的主要因素,为船舶甲板结构稳定性设计提供了参考依据.     

轴向受冲薄壁圆管的尺度效应研究

在理论研究中,轴向冲击下薄壁圆管的力学特性一般都是采用结构有效利用率和紧致比两个无量纲比值来研究的,由于忽略了圆管的尺度效应,故这种处理过于简单.为使问题处理得更好,这里应用非线性有限元技术,对薄壁圆管受轴向冲击载荷作用进行研究,研究紧致比相同而中径和厚度不同时的动响应力学特性及吸能特性,并根据计算结果分析了圆管的尺度效应.     

提高VLCC侧向抗撞能力的一种新式双壳结构

从防止油舱泄漏、保护海洋环境的角度来看，改进超大型油轮（VLCC）双壳舷侧结构的耐接性能是十分必要的。本文在研究标准VLCC双壳舷侧结构碰撞性能的基础上，通过引入耐撞结构NOHASⅡ的设计思想，并结合轴压下薄壁圆管的动态渐进屈曲特性，提出了一种改进的双壳设计概念－－CCT。将CCT设计概念应用于299 500DWT标准VLCC。通过仿真计算和比较研究。CCT被证明是一种更加先进的设计概念，与现有的舷侧双壳结构设计相比，不仅具有最大的耐撞力，而且具有最好的耐撞性能。对VLCC而言，CCT型舷侧双壳结构是一种实用可行的防撞设计思想。     

脉冲持续时间和脉冲-静水压力联合作用对圆柱壳结构的屈曲效应

圆柱壳是民用和军用海洋结构的主要构件。它在脉冲载荷作用下可能发生动力屈曲响应。本文提出了脉冲持续时间对圆柱壳动力屈曲效应的非线性有限元数值比较研究，同时也研究了脉冲与静水压力联合作用对浸潜圆柱壳屈曲的影响。在有限元模糊型中动力屈曲性能是建立在监视初始形状缺陷的非线性增长基础上的。     

整船碰撞非线性有限元仿真

笔者在国内首次利用非线性显式有限元方法对可变形的船首结构撞击可变形的船侧结构的全过程进行了动态模拟。本文通过对一艘40000t油船正撞30000t散货船船侧的数值仿真讨论了船舶碰撞数值仿真中所涉及的关键技术，给出了船舶碰撞仿真中提高计算效率、精确性和稳定性的原则和方法。     

单轴压缩下多开口甲板板架稳定性试验及数值仿真

为了揭示多开口设置对结构轴向受压稳定性的影响规律,文章设计并制作了甲板与舷侧同时布置开口的双层板架结构模型,并开展轴向受压极限承载能力试验。借助非线性有限元软件Abaqus对该模型的失稳破坏过程进行数值仿真计算,通过对比分析试验数据和数值计算结果,确定导致整个板架结构屈曲失效的主要原因,为相同类型甲板结构的稳定性设计提供了一定参考。     

基于摄动法的材料去除过程薄壁件模态分析

在复杂薄壁件增减材一体制造过程中，薄壁件材料去除改变其结构模态参数，常规动态响应分析往往忽略模态变化，导致在周期铣削力作用下预测的振动变形出现偏差。为此，基于矩阵摄动理论分析材料去除对薄壁件模态参数的影响规律，获得薄壁件加工过程模态参数并与商业有限元软件仿真结果进行对比，实现材料去除过程薄壁件模态参数的准确计算，为分析薄壁件加工振动变形提供理论基础。     

K型、双K型圆管相贯节点极限承载力的非线性有限元分析

利用非线性分析的有限元方法对K型和双K型圆管相贯节点进行了数值计算，揭示了节点极限承载力随各几何参数的变化规律及主管作用荷载对节点极限承载力的影响，分别绘制出各影响参数的载荷一位移曲线，并将分析结果和钢结构标准GB50017—2003进行了比较，所得结论供工程设计参考应用。     

单轴压缩下多开口甲板板架稳定性试验及数值仿真

为了揭示多开口设置对结构轴向受压稳定性的影响规律,本文设计并制作了甲板和舷侧同时布置开口的双层板架结构模型,开展了其轴向受压极限承载能力试验。借助非线性有限元软件ABAQUS对该模型的失稳破坏过程进行了数值仿真计算,通过对比分析实验数据和数值计算结果,确定了导致整个板架结构屈曲失效的主要原因,为相同类型的甲板结构的稳定性设计工作提供了一定的参考依据。     

传统双层舷侧结构的碰撞数值仿真研究

船舶碰撞是船体结构在很短的时间内承受巨大碰撞载荷作用的一种复杂非线性动态响应过程。应用非线性有限元数值仿真方法研究了传统双层舷侧结构在正碰状况下的碰撞性能,分析碰撞过程中舷侧结构的损伤特点和吸能特性,为研究提高舷侧结构抗撞性提供参考。     

开孔简支板格的剪切屈曲分析

目前CSR规范尚未对开孔较大的简支板格的剪切屈曲进行规定。针对这一点,采用结构非线性有限元数值分析方法,进行了一系列开孔简支板格的弹性剪切屈曲和塑性剪切屈曲的剪切极限承栽力计算分析,以尝试得出上述的屈曲能力,为规范的修订奠定基础。     

泡沫铝填充圆管轴向动力屈曲及吸能特性研究

研究了泡沫铝填充圆管结构在轴向冲击下的动力屈曲和吸能特性.采用显式动力有限元方法,模拟了结构在轴向冲击作用下的动态屈曲,并从压溃力和比吸能2个方面分析了其吸能特性.研究表明,泡沫铝填充圆管在轴向冲击下会发生失稳现象,在实际应用中应采取保护措施.结构冲击吸能时,在相同冲击速率情况下,其吸能能力随冲击刚体质量的增加而提高.通过对填充圆管在不同冲击速率情况下的特性分析,表明其可用作塑性限位器.     

组合压载下金属折叠式夹层板的后屈曲极限强度分析

金属夹层板以优异的力学性能已应用于实船。本文根据与加筋板重量相当原则,设计一种金属折叠式夹层板结构,考虑其应用于舰船甲板的受力特性,采用非线性有限元方法,研究夹层板结构在不同组合载荷作用下的非线性后屈曲极限强度。首先通过与经验公式及相关结果对比验证了本文数值仿真方法和技术的可行性和准确性;然后建立双向面内受压和垂向载荷作用下的金属折叠式夹层板结构数值模型,基于屈曲特征值确定屈曲极限强度分析的初始缺陷;考虑结构初始缺陷,计算得到夹层板结构的后屈曲极限强度;对金属折叠式夹层板在不同组合载荷作用下的横向、纵向后屈曲极限承载能力进行计算分析;并与传统加筋结构对比,结果显示本文设计的金属折叠式夹层板结构具有更优异的稳定性和极限承载力,结果对金属夹层板的应用与强度设计提供参考。     

登船栈桥圆筒体的屈曲分析

运用理论法和有限元数值法,分析了登船栈桥设计中的圆筒体屈曲,对比了理论、特征值和非线性屈曲分析的临界载荷,得出了圆筒体屈曲的分析结论;分析了加筋对圆筒体屈曲的影响,给出了圆筒体加筋设计的合理建议。