ANSYS在平面钢闸门三维有限元分析中的应用

目前对于水闸平面钢闸门刚度、强度校核基本上是按照常规的平面体系进行结构计算,其计算结果不能有效反映闸门的空间效应。对于空间效应较强、结构较为复杂的大型水工钢闸门宜用空间有限元来进行计算,本文基于ANSYS软件对某防洪闸平面钢闸门进行了三维有限元分析,得出了一些有益结论,并用于指导设计。     

弧形工作闸门三维静动力有限元分析

弧形工作闸门的三维静动力有限元分析旨在研究该闸门在不同工况下的结构响应和动态特性。使用有限元软件,将弧形工作闸门的几何模型建模成三维结构,并设置相应的材料属性、约束条件和加载情况。通过施加适当的边界条件和加载,模拟不同工况下的结构响应。采用静力学和动力学分析方法,计算并评估闸门在各个工况下的应力、变形、振动等参数。在某些特殊工况下,如极端荷载或地震等情况下,闸门可能会出现一定程度的应力集中和振动增加,需要进一步考虑增加结构强度或采取减振措施,针对静动力的有限元分析将进一步为改进设计提供参考依据。     

不同类型闸门模态特性对比分析

为研究不同类型闸门在流固耦合作用下不同开度的自振特性及振型情况,分别以某退水闸平面工作闸门和泄洪洞弧形工作闸门为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS建立模型并开展模态分析.结果表明:由于附加质量影响,平面闸门和弧形闸门各阶自振频率相对无水工况均有所下降,且均随启门过程逐渐增加,但随阶数变化程度相反;相对于平面闸门,弧...     

大跨度板架屈曲分析的非线性有限元法

大跨度板架作为客滚船、登陆舰等大型船舶的重要结构,其屈曲强度是船舶设计阶段需重点关注的。为了开发实用的屈曲强度分析方法,采用大跨度板架的等效简化结构,应用特征值屈曲分析,寻找结构在线弹性范围内的失稳临界点;采用ABAQUS/Explicit非线性有限元方法(NFEM)、考虑非线性因素,给出大跨度板架屈曲强度分析的理论及破坏分析的一般步骤。分析结果表明:采用简化的梁系结构,应用非线性有限元方法可方便地分析大跨度板架的屈曲问题。     

中高水头大型三角闸门静力数值分析

引江济汉通航工程龙州垸船闸三角闸门规模和承受水头为国内外现役和在建船闸三角门之最.由于三角闸门空间结构复杂,结构尺寸大、计算工况多、受力复杂,在设计计算时无成熟的计算公式.为了掌握该闸门结构在各种工况下的应力、应变情况,采用ANSYS有限元分析软件建立了大型三角闸门的有限元模型,分析了三角闸门结构的应力、位移以及稳定性等,并校核了该闸门的强度和刚度,评估闸门的安全性.计算结果为完善闸门结构的设计提供了依据,同时对闸门安装、运行都有很好的指导意义.     

总纵强度耦合作用的船体板架强度计算方法

船体板架局部强度计算时，由于受到总纵弯曲的影响，实际上极架都是处在复杂弯曲状态，以往板架局部强度校核时未考虑这种影响。本文采用有限元方法原理，考虑总纵强度对局部强度的耦合影响，推导和发展了板架局部强度校核方法。对比计算表明，本方法可用于实用计算。     

160t拼装式起重船结构与操作规程分析

利用有限元软件对160 t拼装式起重船的结构强度进行计算,以验证起重船船体和浮箱在船底板架、舷侧板架、甲板板架、横舱壁等主要构件强度上是否满足相关规范的要求。同时介绍拼装式起重船具体的操作过程,为后续系统研究奠定基础。     

现役散货船板架结构稳定性研究

本文对现役散货船双层底结构的稳定性能进行研究,讨论了结构缺陷对稳定性的影响,提出带缺陷结构的稳定性计算方法,得出了计算双层底板架结构的非线性有限元方法,通过实例计算,证明了该方法的正确性与有效性.并讨论了装载情况对双层底结构稳定性的影响,将有限元方法的计算结果与工程中常用的正交异性板方法计算结果进行比较分析,得出了正交异性板方法的计算结果与实际结构承载能力的差距,并依此给出一修正系数,使正交异性板方法能更好地应用于实际工程.本文还对部分骨材开裂的双层底板架进行了非线性有限元分析,得出不同开裂情况下板架的临界载荷.最后文中还通过实船检测资料,对存在着腐蚀缺陷的双层底结构进行了缺陷分析,并与理想结构的临界载荷进行比较,得出了腐蚀状况对结构的稳定性的影响规律.     

用ANSYS进行甲板板架稳定性计算

研究了用ANSYS软件进行线弹性甲板板架稳定性计算的实用方法。介绍了采用ANSYS进行结构稳定性计算的理论及结构失稳计算的一般步骤，用支柱稳定性计算和板稳定性算例验证了ANSYS线弹性结构失稳计算的正确性，以此为基础研究了用ANSYS对甲板板架失稳的计算方法。通过对未简化和简化的两种甲板板架有限元模型的计算，表明采用简化的板架有限元模型可方便获得甲板板架结构的整体欧拉应力值。     

加筋板格屈曲及极限强度分析

加筋板格是船体结构的主要组成部分,是船体最常用的结构单元。本文在消化相关文献后,作了一些修正和改进工作,提出了一套用于计算加筋板格屈曲及极限强度的方法,并开发了相应的计算软件。通过与试验及有限元计算结果的比较,考核了本方法的计算精度,证明了该方法完全可用于船体板架的工程设计计算。     

水下单壳体结构抗爆性能仿真分析

采用ALE流固耦合技术,以水下单壳结构和同等排水量水下双壳结构为仿真模型,讨论了双层壳体结构非耐压壳的2种处理方式对双壳结构抗爆性能的影响,比较了相同排水量的单壳结构模型与双壳结构模型的抗爆性能。结果表明,在同等冲击因子爆炸载荷作用下,与双层耦合方式相比,双壳结构的单层耦合方式预报得到的结果偏于危险,相同排水量的单壳结构模型迎爆面的径向挠度高于双壳结构模型径向挠度,而单壳结构的最大塑性应变却低于双壳结构,单壳结构模型迎爆面结构变形较为均匀,具有相对较好的抗破损性能。     

特征载荷下海工管状结构屈曲临界载荷分析

圆柱形管状结构在海洋工程领域中应用较多，在进行结构设计时，需重点关注其侧向受载时的屈曲强度问题。通过理论分析和数值模拟，对比研究径向线性载荷变化下圆柱壳的屈曲行为，以经典的Donnell壳体理论为基础，得到圆柱壳的屈曲控制方程，并通过本征值分析方法得到结构屈曲的临界条件。采用有限元软件ABAQUS对线性变化径压下圆柱壳的屈曲进行数值仿真。分析得出径厚比是径向线性分布载荷下圆柱壳屈曲临界载荷的主要影响因素，三角形径压下屈曲临界载荷值约为均布径压下屈曲临界载荷值的2倍。     

松花江大顶子山航电枢纽泄水闸弧形闸门封冻期应力检测

针对松花江大顶子山航电枢纽泄水闸弧形闸门数量多、冬季弧门越冬维护成本高的问题,对坝区泄水闸弧形闸门进行了封冻期闸门应力检测。通过对获得的应力数据分析,证实了冬季封冻期泄水闸弧门在直接承受江面冰载荷条件下,闸门并未产生明显变形,为大顶子山航电枢纽泄水闸无防冰措施越冬提供了数据支持。     

双层变厚度带肋圆柱壳的整体结构矩阵分析

本文提出了均匀外压下的由圆环板正交连接的双层变厚薄壁圆柱壳的整体强度解析计算方法，利用圆环板与内、外圆柱壳正交连接的变形协调条件，把每跨双层壳作为整体，建立双层圆柱壳段的平衡方程，运用相关矩阵分析手段和相邻壳段的连续条件，将壳段平衡方程组集成待定参数的总体方程。从壳体封端的边界条件出发，计入不同规格的环肋、纵筋、中间支骨、圆环板及其径向筋、周向筋等构件的刚度，囊括了结构纵向上的全部性能，该方法可以准确、简便地求解从单层壳到双层壳各跨段任何部位、构件的挠度和应力，并捕捉结构的薄弱部位。     

水下纵肋加强圆柱壳低频振动与声辐射

采用模态叠加法建立了水下纵肋加强圆柱壳振动与声辐射计算模型,其中纵肋的建模采用了Timoshenko梁理论,且考虑了纵肋的径向弯曲、周向弯曲、轴向纵振动和扭转振动。与仅考虑纵肋径向弯曲振动的传统建模方法相比,文中计算结果与有限元解吻合更好。分析了光壳和纵肋加强圆柱壳的振动模态、壳面均方振速和辐射声功率,给出了纵肋对圆柱壳低频振动与声辐射的影响规律。结果表明,加入纵肋后圆柱壳产生了新的振动模态;在低频段某些频率附近,壳体振动有所增强,但高频振动被明显降低;加入纵肋后,圆柱壳在低频段辐射声功率会出现许多新的峰值,峰的数量随纵肋数目增加而逐渐减少,在更高频段上加入纵肋后辐射声功率明显降低。     

桶型基础在负压作用下的屈曲分析

桶型基础是一种新型的基础结构形式 ,它采用短粗圆柱薄壳结构 ,利用负压原理安装 ,当基础非常接近海床时 ,裙端在横向没有约束 ,在静水压力作用下极易产生屈曲 ,是结构最危险的状态。本文将此时的结构简化为一端固定 ,一端自由的圆柱薄壳 ,采用经典线性屈曲理论 ,通过选取轴向梁函数与周向三角形函数的组合作为屈曲挠度函数 ,得到了桶型基础在一端固定 ,另一端自由边界条件下的线弹性屈曲的解析解。同时采用工程实例进行计算 ,并与有限元计算进行了对比 ,获得了比较满意的结果。根据本文的理论方法编制的程序简单明了 ,计算方便 ,非常适合于实际工程中的预算和评估。     

弹性圆柱壳的刚度优化设计

研究在任意轴对称边界条件下和任意轴对称分布载荷作用下体积保持常数的圆柱壳的两类优化设计问题:极小化圆柱壳的最大挠度和极小化圆柱壳的柔度.采用阶梯折算法,用传递矩阵导出变厚度圆柱壳平衡问题的初参数解的显式表达式,将优化设计转化为极小化目标函数的非线性规划问题,并采用广义简约梯度法进行优化计算.对典型问题的计算表明,该方法能解决受应力、几何等约束的离散变量结构优化设计问题,计算过程具有编制程序方便、收敛快和精度高的优越性,是一种理想的优化设计方法.     

桁架式叠梁闸门适配自动抓梁的改进设计

针对桁架式叠梁闸门在船闸枢纽应用中装卸的不便,基于桁架结构的受力特点,改进设计了闸门结构,使其吊点能够适配自动抓梁。设计的吊点布置在闸门上层平面桁架上,并通过拉杆与下层桁架平面的节点相连,形成一种空间桁架结构,从而实现闸门吊装时的合理受力。应用INVENTOR软件对设计的闸门进行三维建模和力学分析,完成闸门吊装时的强度校核。最后将其应用于工程实际,极大地方便了闸门的装卸,节省大量的作业时间,具有良好的经济性和实用性。     

一种非均匀环肋圆柱壳振动与声辐射性能研究

引入圆柱壳圆截面内运动假设,利用模态法推导非均匀环肋圆柱壳模态机械阻抗解析式;通过模态机械阻抗控制法,围绕激励力位置设置阻抗增强肋骨,构造一种非均匀环肋圆柱壳;采用FEM/BEM法对该非均匀环肋圆柱壳振动与声辐射性能进行研究,并通过模型振动试验与普通环肋圆柱壳进行对比分析。研究表明：通过增大环肋机械阻抗、合理地布置阻抗增强环肋位置构造的非均匀环肋圆柱壳,可有效降低结构振动响应和辐射噪声水平,具有较好的振声性能。     

船闸人字门背拉杆预应力调试工艺研究

讨论了人字闸门的工作特点,及不同背拉杆布置形式的预应力加力方法,并分析当船闸个体尺寸、结构形式不同时,随着背拉杆预应力分配关系以及预应力对闸门门形改变的数理关系不同时,背拉杆预应力调试方法。新方法的技术经济效益显著。