钢质悬链线立管与海床土体相互作用的数值模拟

对海洋钢悬链线立管(SCR)与土体的相互作用研究越来越得到业界的重视,不同计算方法得到的结果准确性如何尚未做过对比分析.文章采用有限元法和有限差分法对管—土的相互作用进行了数值计算.在有限差分法中采用弹簧单元,在有限元法中采用接触单元模拟悬链线立管与海床土体的相互作用,得到端部施加不同位移载荷下的立管弯矩、土体反力、触底点位置并与实验结果作比较.分析了端部位移载荷大小对触地点(TDP)位置及对土体反力的影响.文中采用的方法在模拟静态端部位移加载下的管—土相互作用与实验结果吻合较好.为进一步模拟循环载荷下管—土相互作用奠定了基础.     

常用的边坡地震位移简化算法对比

对于强震区的边坡工程抗震设计,国际主流规范允许采用位移分析的方法。由于地震的复杂性,选用什么样的位移计算方法至关重要。针对这个问题,对比了国际主流规范和手册常用的位移简化算法,包括AmbraseysMenu公式、Jibson公式、NCHRP 611公式、Bray and Travasarou公式、Makdisiseed法以及Shang-Yu HsiehChyi-Tyi Lee公式等,并采用SLIDE软件进行对比验证,分析了不同简化算法的优缺点。同时结合地震波特性,提出了1种基于阿里亚斯烈度的边坡残余位移计算表达式,并采用马尼拉某项目的多组地震波和不同地质不同边坡高度下的位移分析结果拟合了一个简化公式。结论可为类似条件下边坡工程地震位移简化计算提供一定的参考。     

等效阻尼比模型对高桩码头地震位移需求的影响分析*

替代结构法是基于位移的高桩码头抗震设计方法中确定地震位移需求的主要方法之一,等效阻尼比则是该方法的关键参数,但不同码头抗震设计规范采用的计算模型差异较大,另外一些文献也专门针对码头提出相关模型。为分析等效阻尼比模型对地震位移需求的影响,对3个码头案例分别采用替代结构法和非线性时程分析方法进行位移需求分析,在分析中考虑规范和文献采用的4种阻尼比模型,计算两种方法结果的比值,并对位移比进行统计分析。结果表明,由4种阻尼比模型进行非线性静力分析得到的位移与采用非线性动力时程法分析得到的位移之比均值在0.8～1.2,位移比服从对数正态分布;规范公式精度较文献公式差,建议对于灌注桩和钢管桩码头采用长滩港码头设计标准中的公式;对于预应力混凝土桩码头宜采用ASCE/COPRI 61-14的公式,同时当保证率分别取50%左右、75%和95%时,建议将位移需求结果分别乘以1.10、1.25和1.65的放大系数以提高结果的可靠性。     

承受轴向压力和弯曲载荷的圆环壳的实验研究

为验证圆环壳的理论计算,研制了高精度的圆环壳模型,并进行了承受轴向压力和弯矩的实验。用电测法测应变,用激光全息干涉法测位移。实验结果与理论值完全一致。     

含初值的遥测速度和位移振动信号时域提取方法研究

针对飞行器在实际飞行试验中,其结构的位移和振动速度很难直接获取,论文提出利用加速度同位移和速度之间的微分关系,通过采集的遥测加速度振动信号在时域内直接进行数值积分获取位移和速度振动信号,考虑位移和速度初始值非零时对积分结果的影响,采用最小二乘拟合多项式方法进行位移和速度初始值的估计,在此基础上对积分结果进行了修正,确保结果的准确性。方法在仿真加速度振动信号上进行了应用,位移和速度获取结果的相对误差可以控制在千分之五以内,高精度的获取结果表明方法的适用性和可靠性,将其应用于飞行器飞行试验实测数据的处理过程中,获取了遥测位移和速度振动信号,结果的置信度较高。     

高负荷下船舶柴油机滑动轴承位移检测方法研究

现有船舶柴油机滑动轴承位移检测方法存在定位精准性较低、检测灵活性不达标等弊端。为解决上述问题,提出高负荷下的新型船舶柴油机滑动轴承位移检测方法。通过标准化自相关系数确定、位移量特征聚类2个步骤,完成高负荷柴油机滑动轴承位移检测准备。在此基础上,通过滑动检测时间窗口选择、位移频域特征提取、检测流程完善3个步骤,完成新型检测方法的搭建,实现高负荷下船舶柴油机滑动轴承位移检测方法研究。对比实验结果表明,与现有检测方法相比,应用新型船舶柴油机滑动轴承位移检测方法后,定位精准性、检测灵活性等指标均得到一定程度的提升。     

载荷作用下舰船主传动系统振动控制方法

传统方法在进行舰船主传动系统振动控制时,存在最大位移过大问题,振动控制效果不佳,为此,本文提出一种载荷作用下舰船主传动系统振动控制方法。利用Ansys软件构建载荷作用下舰船主传动系统的有限元模型,通过Lanczos法对有限元模型实施模态分析,同时不对边界位移条件进行约束。根据模态分析结果,构建振动控制方程对载荷作用下舰船主传动系统进行振动控制。为了验证系统振动控制方法的最大位移控制效果,设计对比实验。实验结果表明,该方法的最大位移小于原有方法,实现了性能突破。     

高桩码头岸坡地震位移计算方法比较

在强震区高桩码头设计中,基于位移的设计准则允许码头岸坡震后出现一定的位移,验算码头岸坡地震位移是高桩码头抗震设计的重要内容之一。依托某强震区高桩码头,针对目前广泛使用的基于NEWMARK刚性滑块位移理论的经验公式进行比较分析,如MakdisiSeed公式、MartinQiu公式、Jibson公式、SaygiliRathje公式、Jonathan公式等;并采用有限差分软件FLAC 2D进行动力时程分析验证。结果表明,尽管不同经验公式的位移估算结果存在一定的差异,但总体符合Jonathan提出的概率分布模型,动力时程分析法在位移评估上具有一定的优势。     

船用高锰奥氏体钢临界CTOD仿真计算

裂尖张开位移（CTOD）是一个评价高韧性钢断裂韧度的重要指标，研究其仿真计算方法，有助于提升高锰奥氏体低温钢在船舶行业应用的安全性。通过三点弯曲试验得到高锰奥氏体低温钢的临界裂纹尖端张开位移及对应的最大裂纹张开位移，采用一种基于蛛网状网格的有限元方法对裂尖张开位移进行计算，并研究了网格参数对裂尖张开位移仿真结果的影响。通过仿真与试验结果的对比，验证了裂尖张开位移计算方法的准确性，从而为采用有限元方法计算船用高锰奥氏体低温钢的裂尖张开位移提供参考。     

动圈式永磁直线振动电机的静态分析

在阐述动圈式永磁直线电机的结构及其运动特点的基础上,使用有限元方法对电机的空载气隙磁场和电机的静态力位移曲线进行了分析,并用实验进行了证实静态力位移特性,两种结果基本一致,为该种电机的设计研究和动态分析提供了一定的基础。     

VIC-3D数字散斑方法对缺陷桩性能的研究

桩基础能有效减少建筑物的沉降,提高建筑的安全性,因此桩基础在各类建筑中起着重要的作用,但是由于施工原因,可能导致桩出现缺陷,所以对桩缺陷的检测是必不可少的环节。针对传统的静压荷载试验,缺陷桩在被破坏的过程中位移计会发生变化,很难准确地测出缺陷的位置和形态。且其他一些缺陷桩检测的方法费用高,无法精确确定缺陷形态。本文提出一种新的缺陷桩检测方法——VIC-3D的数字散斑技术,对缺陷桩的缺陷位置及形态进行检测,了解缺陷部位的破坏过程。数字散斑相关方法是现代散斑光学技术与数字图像结合对缺陷桩进行全场三维变形测量,通过分析应变云图,可准确确定缺陷存在位置及形态以及其破坏过程。     

高斯界面反射超声散斑场的数字模拟

针对超声散斑实验方法中误差大、过程繁琐等缺点,提出了采用计算机模拟产生超声散斑场的方法。利用模拟产生的高斯相关随机表面,模拟产生了这类表面在夫琅禾费面上的散斑场。为了和实验产生的散斑场进行对比,建立了超声散斑场接收的实验系统,取与计算模拟相同的参数,获得了实验散斑场。通过对比发现：计算机模拟产生的散斑场强度更大、散斑颗粒更多、对比度更好,更便于分析和研究使用。     

Parametric study on the effects of pile inclination angle on the response of batter piles in offshore jacket platforms

Offshore jacket-type platforms are attached to the seabed by long batter piles. In this paper, results from a finite element analysis, verified against experimental data, are used to study the effect of the pile’s inclination angle, and its interaction with the geometrical properties of the pile and the geotechnical characteristics of the surrounding soil on the behavior of the inclined piles supporting the jacket platforms. Results show that the inclination angle is one of the main parameters affecting the behavior of an offshore pile. We investigated the effect of the inclination angle on the maximum von Mises stress, maximum von Mises elastic strain, maximum displacement vector sum, maximum displacement in the horizontal direction, and maximum displacement in the vertical direction. The pile seems to have an operationally optimal degree of inclination of approximately 5°. By exceeding this value, the instability in the surrounding soil under applied loads grows extensively in all the geotechnical properties considered. Cohesive soils tend to display poorer results compared to grained soils.     

Mechanical behaviour of vinylester adhesive joints used in laminated material for steel structures

One of the most important applications of adhesives in shipbuilding is the manufacturing of structural laminated materials. The application of these types of hybrid materials in a marine environment for extended periods of time and under adverse environmental conditions results in the accelerated degradation of the adhesive. Therefore, a specific experimental procedure is required to ensure the adequate performance of this adhesive bonded joint during its service life. In this study, an experimental method to analyse a vinylester adhesive in steel–adhesive–steel test specimens was applied (“mixed cantilever beam” specimens were used and mixed mode tests were carried out to obtain the fracture envelope). It was concluded that the energy release rate increased with the stress mode under dry conditions. In addition, the cohesive laws of vinylester showed that both the tangential stress and the strain are higher than the normal stress and strain. Finally, it was observed that adding distilled water to the adhesive joint for short periods of time improved its fracture strength.     

循环载荷下AH32钢低周疲劳与累积塑性破坏交互作用试验研究

文章对AH32钢在循环载荷下低周疲劳破坏和累积塑性破坏的交互作用进行了试验研究.试验中分析了平均应力、应力幅值及应力比对低周疲劳裂纹扩展寿命和累积塑性应变的影响.试验结果表明,较大的循环载荷下发生两种失效模式,由裂纹扩展导致的低周疲劳失效和较大的塑性应变导致的累积塑性破坏.在试验结果的基础上,文中提出了考虑低周疲劳破坏和累积塑性破坏交互作用的失效模型,模型结果与试验结果较为吻合,说明其具有一定的可行性.     

利用伪力法计算带限位器的船舶设备隔振系统冲击响应

建立了带限位器浮筏隔振系统的非线性系统模型,利用伪力(pseudo-forces)法计算了带有限位器的浮筏隔振系统模型的冲击响应,分析了限位器参数对冲击响应的影响.设计制作了带有限位器的浮筏隔振系统试验模型,进行了冲击试验研究.数值计算与试验结果的比较表明,伪力法在计算带限位器的舰船设备隔振系统冲击响应时的适用性和有效性.     

间隙对拼组式浮桥静态响应的影响分析

为了减小浮桥在通载状态下的结构内力及浮桥拼组拆卸的方便,拼组式浮桥通常在设计的时候就在舟节之间留有一定的连接间隙.在以往的分析中大多忽略了这种间隙对浮桥变形和受力的影响,而简单地将浮桥简化为连续或者铰接梁体系进行数值或者解析求解,这种方法并不能准确地给出桥节之间连接间隙的存在及其大小对浮桥静态响应的影响.本文以拼组式浮桥的连接间隙为研究对象,建立全桥分析的三维有限元模型,并用非线性单元的组合对浮桥连接件的力学特性进行有限元模拟,通过计算与试验结果的比较,表明了本文方法的正确性;在此基础上本文研究了浮桥在静载荷作用下的位移响应及不同位置的连接件内力与连接件间隙之间的关系,为此类浮桥的设计提供了必要的参考,并为其后续的动力分析提供了必要的理论依据.     

高强度洋流作用下沉管的力学性能研究

沉管水下沉放中,管节与船舶采用缆索连接吊放下沉.为解决外海复杂海况条件下,船管缆系耦合受力的状态与水下管节的位移不受控和缆力超限的问题,通过数值仿真计算和物模试验相结合的方式,分析了不同沉放深度的沉管沉放过程中,船舶受外载荷和管节水下受水动力双重作用时的动力响应情况.通过计算和试验,开展了自由状态下的衰减试验、系泊系统下模型单自由度运动衰减试验、作业状态下沉管和安装船运动响应及各缆绳的受力测量,得到系泊缆、沉管吊缆和安装缆,在浪、流组合作用下的受力和水下运动位移情况,选取了适用于本项目管节沉放施工缆系的关键力学取值,并进行了工程应用验证和对比分析,证明了该研究成果的正确性,研究成果可为类似工程大型构件水下精确沉放和施工提供技术依据.     

Simplified analytical method for evaluating web girder crushing during ship collision and grounding

The paper presents a simplified analytical method to examine the crushing resistance of web girders subjected to local static or dynamic in-plane loads. A new theoretical model, inspired by existing simplified approaches, is developed to describe the progressive plastic deformation behaviour of web girders. It is of considerable practical importance to estimate the extent of structural deformation within ship web girders during collision and grounding accidents. In this paper, new formulae to evaluate this crushing force are proposed on the basis of a new folding deformation mode. The folding deformation of web girders is divided into two parts, plastic deformation and elastic buckling zones, which are not taken into account for in the existing models. Thus, the proposed formulae can well express the crushing deformation behaviour of the first and subsequent folds. They are validated with experimental results of web girder found in literature and actual numerical simulations performed by the explicit LS-DYNA finite element solver. The elastic buckling zone, which absorbs almost zero energy, is captured and confirmed by the numerical results. In addition, the analytical method derives expressions to estimate the average strain rate of the web girders during the impact process and evaluates the material strain rate sensitivity with the Cowper-Symonds constitutive model. These adopted formulae, validated with an existing drop weight impact test, can well capture the dynamic effect of web girders.     

面内流固冲击载荷下板结构的弹塑性动态屈曲及失效

一种简单的半解析方法用来研究板结构的动态弹塑性屈曲及失效.考虑材料和几何非线性,忽略面内位移和面内惯量,运用能量变分原理以及增量伽辽金方法得到面内流固冲击载荷下板以及加筋板的弹塑性动态屈曲增量控制方程,采用数值方法求解,并通过算例分析了几何参数以及冲击载荷的影响.