潜水器耐压结构可靠性计算及衡准

提出了一种潜艇及可潜器耐压结构可靠性分析计算方法。通过遗传算法直接搜索最大失效概率设计验算点的方法,来获得结构的可靠度值。开发出了实用计算程序。数值计算表明该方法有良好的通用性、收敛性和数值稳定性。分析讨论了各类随机变量变异系数对可靠性的影响。用与确定性设计计算规则所给出的安全性衡准相对比的方法,换算出可靠性分析中结构所对应的可靠性指标值,作为建立可靠性衡准的依据。     

高强钢焊接结构残余热应力的有限元分析

焊接残余应力的大小是衡量焊接质量的一项重要指标.为了得到高强钢焊接结构焊接残余应力的大小与分布规律,基于大型通用有限元软件ANSYS,利用其参数化语言开发了相应的焊接程序,首先对高强钢平板对接焊进行数值模拟,然后与试验结果进行比较,在计算所得结果与试验测量值相一致的基础上,进而模拟高强钢锥柱结合壳的焊接过程,得到相应的焊接残余应力分布规律.     

结构可靠度分析中随机变量间相关系数的特性

在结构可靠度分析中,经常要把随机变量通过当量正态化变换为标准正态随机变量.随机变量的变换过程,包括线性函数变换和非线性函数变换.为了研究随机变量间相关系数的变化规律,利用概率论的基本思想分析得出,经过线性变换后变量之间相关系数保持绝对值不变,非线性变换后保持随机变量之间相关系数近似不变.因此在结构可靠度分析中,变量之间相关系数近似保持相等,其误差随变换的非线性程度增高而增大.     

结构可靠度计算的遗传算法

利用遗传算法可方便地对功能函数复杂和难于求导的情况进行结构可靠度计算，计算实例表明，该方法是行之有效的。Matlab语言基本元素是矩阵，提供了各种矩阵的运算和操作，其中包含结构可靠度计算中常用的统计及遗传算法工具箱，可使编程效率大大提高，且其语法简便，易于掌握，基于这一特点，编制了用遗传算法计算结构可靠度的Matlab程序。     

基于APDL的龙门起重机门架结构分析程序的开发

本文运用ANSYS参数化设计语言(APDL)编写了一个龙门起重机门架结构的分析程序,实现了该类型龙门起重机门架结构的参数化建模、加载以及计算。该程序可靠性好,使用简单,可大幅缩短该类型龙门起重机的设计周期。     

基于ANSYS的船舶纵向下水弹性计算方法

随着建造的船舶载重吨位的逐年增大,下水过程中船体和船台结构的安全性越来越受到业界的关注.文章提出了基于ANSYS的船舶下水弹性梁计算方法,采用ANSYS参数化设计语言实现下水全过程仿真计算.所开发的程序考虑了船体梁弹性弯曲和墩木等支撑结构的弹性变形,可以准确地预报船舶尾浮及全浮滑程并判断是否存在尾弯及首跌落现象,计算出下水全过程中船体弯矩、剪力、墩木反力及其变化,为校核船体及船台强度提供了准确的荷载.文中还提出了在船尾部安装浮筒以克服尾弯的新措施.     

计算机在船舶结构和静水力计算中的应用

用VB语言编制与船舶设计相关和与船舶原理教学相关的一些应用程序.主要为船舶结构和静水力计算两部分的应用程序.该程序可广泛应用在船舶设计、船舶倾斜试验以及船舶原理课程的教学中.文中提供了程序的使用方法和程序的源代码,具有一定的推广应用价值.     

基于蒙特卡罗法的混凝土桥梁可靠度随机变量敏感性分析

文中以一典型钢筋混凝土简支T梁桥为例,依据可靠度理论、相关可靠度设计标准和桥梁设计规范,基于钢筋混凝土桥梁正截面抗弯承载能力极限状态功能函数,采用Matlab编程实现可靠指标的计算,详细分析了各个随机变量对结构可靠度指标影响,揭示此类桥梁的敏感性参数。分析结果表明：纵向受拉钢筋抗拉强度、钢筋面积以及截面有效高度对钢筋混凝土桥梁可靠度指标的影响较大,是敏感参数,而截面腹板宽度、翼缘厚度对可靠度指标的影响较小。     

响应面法在引桥式接岸结构可靠度分析中的应用

结合天津港地区以淤泥质为主的工程地质条件,构建引桥式接岸结构的ANSYS有限元数值模型。根据PDS模块抽样结果建立基于桩基承载力、胸墙一引桥连接点强度和结构位移等3种失效模式下的响应面方程,计算各随机变量影响结构可靠度的灵敏度和不同失效模式下接岸结构的可靠度,提出可供接岸结构优化设计参考的相关建议。     

基于焊接应力场的高强钢疲劳寿命研究

运用 ANSYS APDL 语言编程,对船用高强钢 T 型试件的焊接过程进行了模拟,得到了其焊接残余应力场的分布规律。以预应力的方式将其应力场施加到结构的疲劳寿命计算过程中,得到了结构在焊接残余应力影响下的疲劳寿命。并通过与实验数据进行对比,较为直观地反映焊接残余应力对疲劳寿命的影响。     

基于ANSYS的玻璃钢快艇结构强度分析技术

针对玻璃钢快艇的结构强度校核计算,本文基于ANSYS大型通用有限元分析平台开发了玻璃钢快艇的结构强度参数化有限元分析软件。运用参数化设计语言APDL编写有限元分析模块,借助开发工具VB．NET完成与ANSYS之间的数据交互,并实现了对ANSYS的封装,从而使对玻璃钢快艇结构的分析变得高效、便捷,具有较好的工程实用价值。     

Reliability analysis of fatigue life of the connectors—the US Mobile Offshore Base

Reliability-based design analysis of the fatigue life of the connectors of the five sections of the 2-km long US Mobile Offshore Base (MOB) is demonstrated. A performance function is defined in terms of the nominal stress range, inherent defect or starter crack, and appropriate material properties, which are considered random variables. The reliability analysis is performed for a sea state 1–8 (SS1–8) random loading having a Gumbel distribution. Where possible, uncertainty data for random variables are obtained from published data relating to the fatigue of metal and metal alloys. Otherwise, judgmental coefficients of variation are prescribed for purposes of demonstration. The fatigue life is assumed to follow the Weibull distribution. The reliability function is defined in terms of the mean life and the total uncertainty in the fatigue life. Preliminary reliability calculations suggest that current design stress levels be reduced to meet the current fatigue life target reliability level for the MOB connectors. An illustrative design is demonstrated and the metal selected for a fatigue design of the connectors for 10 million cycles with a reliability of 0.99 at a nominal stress of 203 MPa is HY-130 steel.     

基于ANSYS的十字接头焊应力集中系数研究

利用ANSYS有限元软件的参数化设计语言(APDL)编程进行数值模拟计算,研究了十字接头工作应力分布及应力集中系数的影响因素,得出一系列应力集中系数样本。通过对样本进行曲线拟合分析,得出与实际基本一致的应力集中系数变化规律,从而证明ANSYS可以辅助实际工艺的优化。     

锥柱耐压壳典型焊接接头残余应力研究

高强度钢材料对焊接残余应力非常敏感,显著影响了高强度钢锥柱耐压壳结构的安全可靠性及使用寿命,有必要针对这类壳体典型焊接接头的残余应力进行分析研究。本文首先基于有限元软件ANSYS的参数化语言APDL开发相应的焊接模拟程序,对高强度钢锥柱耐压壳典型焊接接头模型的焊接过程进行数值模拟,得到其焊接残余应力的应力水平及分布规律;然后采用X射线无损检测方法测量焊缝区域的残余应力。结果显示：焊缝附近区域存在较大焊接残余应力,其值随着与焊缝中心线距离的增加而迅速降低,数值模拟结果与试验结果基本吻合。     

水下爆炸载荷的统计特性

为研究水下爆炸载荷的概率密度,选取炸药密度、水密度作为随机变量,基于乘同余组合发生器,利用Fortran语言编写随机数生成程序,产生100组随机变量的样本;采用有限元程序LS-DYNA对水下爆炸冲击波进行仿真计算,得到冲击波的峰值压力;并检验其是否服从正态分布,验证最大熵法程序的正确性,采用最大熵法拟合其概率密度函数,研究爆炸载荷的统计规律,得到不同爆距,不同时刻的冲击波峰值压力的概率密度.该方法可较好地解决爆炸载荷的随机数理统计模型,为进一步进行结构的可靠性分析提供理论依据.     

应用ANSYS软件二次开发进行坞式船闸施工期温度及温度应力仿真分析

针对船闸水工结构中大体积混凝土施工期温度及温度应力问题,通过对有限元软件ANSYS进行二次开发,利用VB语言设计出方便的图形化参数输入界面,结合软件自带的APDL语言,自动完成分析全过程,使得复杂的全过程仿真分析趋于简洁化、高效化、实用化、能更好地应用于工程实践,解决实际工程问题。对一典型坞式闸室的温度及温度应力进行了计算分析,为工程技术人员提供参考。     

船舶典型结构焊接残余应力的有限元分析

在船舶建造中,会有大量的纵骨对接焊缝,存在复杂的焊接残余应力,对结构的极限强度及疲劳寿命有一定影响。该文运用有限元软件ANSYS的APDL语言编写出相应的计算程序,对平板对接焊进行数值模拟,并与试验值进行对比分析。在此基础上,对船舶典型纵骨对接焊进行数值模拟分析,得到相应的残余应力的分布规律。     

船舶撞击力作用下高桩码头的安全评估

针对高桩码头水平承载力,应用极限概率理论分析了荷载效应的统计参数;根据构件破坏准则,确定了码头破坏模式和功能函数;依托某码头实例,建立响应模型,计算其失效概率及可靠指标。分析的结果认为,船舶撞击能和船舶撞击力符合极值I型分布;高桩码头的主要破坏为桩基础的正截面受弯破坏和水平位移过大;结合某码头工程实例,利用ANSYS有限元分析软件建立结构响应模型和PDS模块,采用蒙特卡罗的方法进行可靠性分析,共进行了10万次抽样,抽样的结果显示,码头受船撞作用失效的概率为2.073 05×10-3,可靠指标为3.76,安全结构等级为2级。     

基于ANSYS的深水海底管道铺设受力分析

采用ANSYS11.0研究深水海底管道铺设过程中管道变形及受力。针对海底管道铺设边界的特殊性,提出了边界处理的新方法。根据管道在触地点处所受海底反力为零的假设,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编程迭代,寻找出管道触地点;根据给定的托管架形式,迭代求出管道与托管架的分离点。利用pipe59单元模拟管道的大位移非线性变形,分析了张紧力、水平力、悬跨段弯矩、悬跨段长度及管道与托管架的分离角之间的关系,据此工程人员可以根据所要控制的悬跨段弯矩计算所需的张紧力和入水角。最后通过与OFFPIPE专用软件所得结果进行比较,说明方法的可行性与准确性。     

超大型油船舱段结构强度评估平台

双壳油船共同规范JTP对于船长超过150 m的油船推荐采用有限元进行直接计算分析其强度。本文依据JTP中关于舱段有限元建模的要求,采用有限元软件ANSYS的APDL语言,建立了超大型油船三舱段结构强度评估平台。该平台对于同一种结构形式下的不同设计参数,均能自动实现建模、网格划分、边界条件和工况加载、求解以及主要构件的应力输出等功能;初步实现了基于直接计算的超大型油船舱段强度评估的自动进行,为超大型油船的初步设计和结构优化提供了舱段结构强度评估的基础。