Dynamic response of warship structure under air non-contact explosion

The ship hull is simplified as a free beam with varying sections. Based on hydroelasticity and explosion mechanics theory,mechanical model and kinetic equation for hull girder vibration under non-contact explosion are established. The equation is solved by Wilson-θ algorithm. On the basis of the above principles,a structure kinetics analysis program is compiled. The dynamic response of supposed warship under air explosion is calculated conveniently and quickly. Under the explosion condition designed in the paper,the positive pressure period of non-contact explosion wave is much less than the natural periods of the first four modes of hull girder and the resonance of ship girder overall vibration can be avoided. The ratio of midship maximum moment to ultimate bearing strength under non-contact explosion accelerates with the increment of impact factor.     

Numerical investigation on the hydrodynamic difference between internal and external turret-moored FLNG

Motion responses of the floating liquefied natural gas（FLNG）hull and the mooring loads in a 100-year return environmental condition are predicted with the help of the well known coupled dynamic analysis code DeepC.A ship-shaped turret-moored FLNG moored by 4×3 chain-polyester-chain lines in 1.5 km depth of water is studied.Two types of turrets such as internal and external turrets,resulting from diferent locations of the turrets,are adopted respectively in the numerical simulations.Motion responses of the FLNG hull and forces of the mooring lines obtained from the internal turret case and external turret case are compared with each other.Significant diferences are obtained.Statistic analysis is also used to analyze the comparison results,and efects of the turret location on the FLNG hydrodynamic characteristics are summed up.The conclusion regarding the hydrodynamic diferences between internal and external turret-moored FLNG systems would provide help for design of the FLNG system.     

基于参数法的船型自动生成

在船舶初步设计阶段,探求一种快速高效率的方法来确定优良船型.船型参数法通过高水平的描述符(形状参数)生成船体曲线和曲面所想要的几何外形.程序实现几何建模系统以船体的形状参数作为输入,以水动力计算所需要的船体型值作为输出,使几何船体与水动力性能成为一种内在决定性关系.因此,船型参数法是船舶水动力性能优化的重要基础和不可缺少的组成部分.     

从WCEE看国内外韧性抗震梁桥研究进展

梳理和总结了第16、17届世界地震工程大会(WCEE)中关于韧性抗震梁桥相关的研究进展;分析了后张预应力摇摆自复位梁桥与其他新型韧性抗震梁桥体系的最新研究进展,总结了高性能材料在韧性梁桥中的应用研究,并介绍了国内外自复位梁桥的工程实践;介绍了自复位耗能装置和限位装置等韧性抗震梁桥结构中的可更换装置研究,讨论了附加可更换装置的梁桥结构抗震性能;总结了单体梁桥和桥梁网络的抗震韧性评估方法,探讨了韧性抗震梁桥结构的研究方向和发展趋势。研究结果表明:附加可更换耗能装置的后张预应力自复位梁桥是研究最为广泛的韧性抗震梁桥结构,且已建成了多座示范工程,该类结构在强震中的表现有待实际地震验证;需要结合高性能材料开发可更换装置新结构与新构造,在此基础上研究其与桥梁的合理连接技术及抗震设计方法;考虑性能退化、需求增加等多因素影响的既有梁桥结构抗震韧性评价方法和能力提升技术及其设计理论,是中国已建梁桥面临的突出问题。      

面向损伤识别的独塔斜拉桥模型的设计与分析

模型试验方法是桥梁结构损伤识别研究的一种重要手段。以某虚拟的独塔斜拉桥为原型,面向损识别设计制作了独塔斜拉桥试验模型。试验模型各主要构件（主梁、主塔、斜拉索）均独立加工制作,其中主梁选用铝合金材料,截面采用箱形,划分为不同长度的阶段,各节段均采用螺栓连接。通过改变节段板厚的方法实现主梁不同损伤程度的模拟,不同位置的损伤通过更换不同位置的板厚实现,从而方便的实现了模拟模型斜拉桥主梁的各种损伤状态。采用特殊的设计实现了斜拉桥结构索力的实时测试。对模型进行了静态试验,并与有限元模型计算的结果进行了对比分析。试验研究与数值分析为今后的损伤识别研究奠定了基础。     

Coupled Vibration of Long-Span Railway Curved Girder Bridges and Vehicles

The structure of a long curved girder bridge is represented with a three-dimensional curved finite element model. Each 4-axle vehicle is modeled by a dynamic system of 35 degrees of freedom. The random irregularities of the track are generated from a power spectral density function under the given track condition. The dynamic interaction between the bridge and train is realized through the contact forces between the wheels and track. Then based on these models, the coupled equations of motion are solved by applying the time-integration and iteration techniques to the coupled system. The proposed formulation and the associated computer program are then applied to a real curved girder bridge. The dynamic responses of the bridge-vehicle system and the derailments and offload factors related to the riding and running safeties of vehicles are computed. The results show that the formulation presented in this paper can well predict dynamic behaviors of both bridge and train with reasonable computation efforts.     

分析斜交弯桥的刚度法

考虑弯桥梁轴线与支承线斜交 ,按平面曲梁杆系结构分析斜交弯桥 .采用节点坐标系 ,构建了圆弧梁的单元刚度矩阵 ,给出了常用荷载等效节点力的计算方法 .用直接刚度法 (电算 )和位移法 (手算 )解算斜交连续曲线梁桥和弯形刚构桥 .算例表明 ,该方法方便、可靠 ,具有通用性 ,便于编程和手算     

薄壁箱梁挠度的一种简化分析方法

为寻求考虑剪切变形影响的薄壁箱梁挠度计算简化方法,以单位力法为基础分析薄壁箱梁的挠曲变形. 首先,通过对薄壁箱梁挠曲剪应力分布模式的分析获取组成箱梁各壁板的剪切影响系数表达式,基于该剪切影响系数,利用Timoshenko梁理论导出简单箱梁挠度的解析表达式;其次,利用卡式第二定律推导出箱梁的梁段单元分析模型,编制了求解变截面箱梁等复杂结构的电算程序;最后,对等截面及变截面箱梁的算例模型进行了分析. 数值算例结果表明:程序计算的挠度与实测值及ANSYS空间有限元结果误差在3%以内;针对数值算例,剪切变形使箱梁挠度增大20%以上;随着宽高比的增大,翼板剪切产生的附加挠度会增大,而腹板情况与之相反.      

大跨钢-混凝土结合梁斜拉桥传力机理

为探讨大跨结合梁斜拉桥中钢主梁与混凝土板的传力机理,采用梁段模型试验与有限元数值分析相结合的方法,对观音岩长江大桥主梁的受力性能进行了研究.用有限元软件ANSYS建立标准梁段的空间有限元模型,对不同组合荷载作用下结合梁的应力分布进行了弹性分析;考虑材料的非线性特性和剪力钉荷载-滑移的非线性关系,对设计荷载组合下结合梁的力学行为进行了弹塑性分析.在此基础上,采用1:2的缩尺比例进行模型试验研究,测试了不同荷载组合下结合梁截面的应力.研究结果表明:在设计荷载组合作用下,混凝土板与钢主梁间的相对滑移较小,剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;结合梁截面应力基本满足平截面假定,钢主梁以抗弯为主,混凝土板承担较大截面压力.      

瀛洲大桥倒三角区浇注期间水化热温度监测及应力有限元分析

以瀛洲大桥倒三角区为研究对象,确定了温度监测方案,应用有限元分析程序ANSYS分析了箱梁混凝土的浇注温度场,得到了整个施工过程中温度场和应力场的分布规律,对三角区的浇注进行事前预测和浇注进程控制有重要的指导意义。     

基于新型广义位移的箱形梁剪力滞分析

与已有文献中采用的广义位移不同,选取剪力滞引起的附加挠度作为广义位移,在构造广义翘曲位移函数的基础上,提出了一种分析箱梁剪力滞的解析法.基于能量变分法建立控制微分方程,并导出了简支箱梁的附加挠度和广义力矩计算公式.通过对一个混凝土简支箱梁算例的计算表明,按本文方法计算的跨中截面应力与有限元法的结果很接近,从而验证了方法的正确性.研究结果表明,剪力滞引起的混凝土简支箱梁跨中截面的附加挠度很小,工程实践中可以忽略不计,但是,跨中截面的剪力滞翘曲应力达到初等梁应力的11.4%,工程实践中不能忽略.     

型钢加筋构件对船体中板的自由振动影响

根据板、梁构件的几何特性,将其简化为二维板单元和一维梁单元,利用有限元方法进行研究。通过对加筋板中梁的疏密,单元格疏密,梁的形状等算例进行比较,其分析结果能够很好地体现出型材加筋的位置、形状、大小对于船体板的振动影响。     

连续曲梁空间分析的样条有限条法

本文给出的可用于连续曲梁空间分析的样条有限条法计算公式,为有各种边界支承和中间支承的结构分析提供了快速、有效的计算方法,具有广泛的工程实用价值。文中通过对一个双跨带支座隔墙的梯形曲线箱梁模型的,实测结果与样条有限条法计算值的比较,验证了本文方法的可靠性和适用性。      

长春至四平段高速公路改扩建工程旧桥主梁承载能力评定

根据桥梁调查及检测结果,确定各项修正系数,采用基于检测结果以检算为主的评定方法对旧桥主梁进行承载能力评定;选取典型桥梁进行荷载试验,验证并修正评定方法中相应系数,进而推广至全线桥梁使用。     

混凝土T梁桥拓宽的长期效应分析

为了分析拓宽后桥梁的时间效应,研究了每一时段内由混凝土收缩引起的应力的连续变化和混凝土的弹性模量变化,根据能量原理推导了混凝土收缩徐变的位移法基本方程,按增量法分析了徐变应变的变化,编制了相应的计算程序。为验证理论计算的正确性,与小试件的试验结果作了比较。在拼接缝处的受拉区,应变计算值与实测值的相对误差为10%,计算精度比代数法高。在新梁混凝土的收缩应力和新梁自重应力的徐变作用下,3 a后新梁翼板的拉应力为2.67 MPa,可能会引起混凝土开裂。为减少收缩徐变对新旧梁受力的影响,建议新梁脱模后至少放置6个月后再进行拼接处理。     

基于与围岩交互作用机理的格栅支撑特征曲线设计法

格栅支撑是近些年来发展起来的一种新型支护手段。但对其力学性能及设计方法缺乏理论分析。本文在模型试验结果基础上，提出了特征曲线法进行格栅喷混凝土支护结构设计，供有关方面参考。     

Geometry modeling of ship hull based on non-uniform B-spline

In order to generate the three-dimensional (3-D) hull surface accurately and smoothly, a mixed method which is made up of non-uniform B-spline together with an iterative procedure was developed. By using the iterative method the data points on each section curve are calculated and the generalized waterlines and transverse section curves are determined. Then using the non-uniform B-spline expression, the control vertex net of the hull is calculated based on the generalized waterlines and section curves. A ship with tunnel stern was taken as test case. The numerical results prove that the proposed approach for geometry modeling of 3-D ship hull surface is accurate and effective.     

极端波浪作用下T梁与箱梁受力研究

近海桥梁常采用的箱形截面主梁与T形截面主梁由于几何构型差异较大,在极端波浪(海啸和飓风)作用下波浪力有较大差别.分别以孤立波、椭圆余弦波模拟海啸和飓风波浪,基于RANS方程和SST k-ω湍流模型建立二维数值模型,采用VOF(volume of fluid)法追踪自由液面,对数值水槽造波效果及波浪力计算结果进行验证;在...     

变高度薄壁箱梁剪力滞的几何非线性分析

根据势能变分原理,考虑薄壁箱梁翼缘的剪力滞效应和结构竖向挠度的几何非线性,导出了变高度薄壁箱梁的非线性控制微分方程,并采用样条最小二乘配点法进行求解.将计算值与试验结果进行了比较,两者吻合较好.研究表明,对于三跨变高度薄壁连续箱梁,在均布荷载作用下,内支座截面的应力分布不均匀程度较中跨跨中截面大;荷载越大,非线性效应越显著.     

船舶分段吊运设计中的眼板布置算法研究

基于船体分段吊运方案设计过程繁琐这一实际工程问题而研究开发的吊运方案自动化布置系统,以吊运方案的算法设计作为其核心组成部分.现以大型油船的边底段为例,通过调研、总结实际工程中边底段的吊运方案布置的特点,遵循吊运方案设计过程中的设计原则及静力学原理,结合与Tribon二次开发相关的分段数据提取等操作,设计了专门应用于大型油船边底段的吊运方案算法,该算法应用于吊运方案自动化布置系统,顺利实现了吊运眼板的自动化布置.