混凝土筒体刚度简化计算方法研究

按照材料力学方法和有限元方法计算小尺寸混凝土筒体的刚度,验证材料力学计算筒体拉压刚度、抗弯刚度和抗剪刚度的准确性;对于抗扭刚度,根据大量模型的计算结果采用神经网络得到经验公式,给出筒体刚度的简化计算方法。     

篱笆式卷筒结构的动态特性研究

为了提高篱笆式卷筒结构设计的安全性和可靠性,分析了多层钢丝绳缠绕作用下卷筒体承受径向外压力、横向力和棘爪力的受力情况,利用有限元技术计算了卷筒在筒体、端板作用力下的屈曲特征,将卷筒体视为变质量系统得到了不同缠绕情况下的结构模态,最后分析了不同工作压力载荷状态下整体结构的频率响应特性。研究工作为卷筒体结构的优化设计提供了分析手段和参考依据。     

浮式起重机篱笆式卷筒的结构强度及稳定性分析

为了提高浮式起重机篱笆式卷筒结构设计的安全性和可靠性,分析了包括筒体压力、端板压力和棘爪力在内的多层钢丝绳缠绕作用下卷筒体的受力情况,利用有限元技术计算了筒体-端板的结构强度和变形。同时给出了目前常用的稳定性计算方法,根据有限元法得到了卷筒在承受径向外压力、横向力作用下的整体稳定性,并对各种计算方法进行了比较。研究工作为结构优化设计提供了分析手段和参考依据。     

4千吨级单体深V复合船型模型试验研究

对新研发的4千吨级深V单体复合船型模型在拖曳水池进行了静水阻力及耐波性试验.并将单体复合船型的试验结果与常规单体深V船型试验结果进行比较,分析减纵摇组合附体对复合船型静水阻力、航行浮态和耐波性的影响.试验结果表明由减纵摇组合附体构成的4千吨级单体深V复合船型的静水阻力与单体深V船型相比变化不大,而其纵向运动得到了有效的抑制,大幅改善了单体深V船型的耐波性能.研究结果表明,由新型减纵摇组合附体组成的单体复合船型向大吨级舰船推广应用是可行的.     

千吨级单体深V复合船型构型研究

深V船型较圆舭船型具有优良的耐波性能。在深V船型船首底部加装减纵摇组合附体生成深V单体复合船型可以使其耐波性得到大幅提高,且具有在波浪中高速稳定航行的能力。本文以某千吨级圆舭船型为母型,保持排水量基本不变,生成深V型主船体,再应用减纵摇组合附体技术和尾板技术生成千吨级单体深V复合船型。通过主船体线型设计及组合附体构型和水动力布局的优化组合使单体深V复合船型静水阻力性能与原船型相当,同时耐波性得到大幅提升。经数值模拟和模型试验验证表明,本文提出的复合船型静水阻力与原船型相当,耐波性得到大幅提升,达到预期目标。     

基于高速三体船阻力性能的压浪板参数敏感性分析

为了研究不同外形和安装位置的压浪板对高速三体船阻力的影响，选取了展长B、弦长L、安装角度θ、主体安装高度H及侧体安装高度h等5个代表性参数，通过正交试验设计出16种参数组合，采用基于雷诺时均方法的SST k-ω湍流模型对加装不同压浪板的三体船静水航行过程进行数值模拟并验证模拟的准确性，极差分析得出5个参数对总阻力系数的影响顺序为H>h>B>L>θ。对较优参数组合压浪板进行多航速模拟，并监测静水阻力、纵倾、艉下沉、自由液面及船底压力等数据，分析压浪板减阻和改变航行姿态的原因，发现减阻效果随着航速的增大而逐渐明显，傅汝德数Fr为0.598时减阻率可达12.69%。     

减摇复合船型首部构型设计与水池模型试验研究

船舶在波浪中航行时的纵向运动性能是衡量船舶综合航行性能的重要指标.为了改善船舶在波浪中的纵向运动性能,本文基于首部减摇组合附体技术对某型船首部构型进行改造并通过水池模型试验对其静水阻力和耐波性进行了分析研究.在分析该船作业及航区特点的基础上,通过船首部线型改造及减纵摇组合附体构型优化,给出适用于该船的首部构型方案.应用CFD软件和修正切片法进行水动力性能分析,并对船首构型方案进行优选.将优选出的性能较优复合船型方案和原船型开展水池模型静水阻力与耐波性对比试验分析,验证减摇复合船型的静水阻力性能与耐波性能.试验结果表明,改造后的复合船型减纵摇效果明显,对应实船四级海况18节航速下纵摇与首部加速度有义值较原船型降低15%以上;复合船型静水阻力有所增加,实船18节航速下静水阻力增加13.5%.     

穿浪多体船运动性能研究

在穿浪双体船基础上，加装半潜体或带被动式减纵摇鳍的半潜体使其成为消波穿浪多体船，航行性能大大提高。半潜体不仅对耐波性能有利，对静水阻力和船体结构强度都有利。试验表明半潜体使经济航速阻力减小１８－２３％，设计航速阻力减小５－７％。耐波性综合指标比穿波双体船有提高，特别是纵摇明显减小。     

沉入式大直径圆筒结构地震响应分析

利用ABAQUS有限元软件建立大直径圆筒结构数值分析模型，研究单向实测地震波作用下大直径圆筒结构动力响应，得出如下结论：筒外土体沿地震波传递方向位移变化最大，筒底附近应力最大且最先出现塑性破坏；筒内土体在自由端位移变化最大，地震波最大峰值过后筒体与筒内土体出现反复脱离、滑移和黏合现象；筒体在自由端位移变化最大，筒体底部应力最大，而且有较大的环向弯矩。研究成果可为沉入式大直径圆筒结构设计提供理论依据。     

高耐波性单体船新构型及阻力性能分析

以某千吨级圆舭船型为母型生成两种深V型主船体,在此基础上应用减纵摇组合附体技术生成高耐波性单体深V复合船型。对这两种概念构型分别设计不同形式、不同尺寸的附体形成多个船型,从中优选阻力性能最优的方案。采用RANS方法对复合船型的绕流场进行计算,得到各方案的静水阻力,模型试验结果表明半潜体的形式和尺度对复合船型的静水阻力有较大的影响,采用上下表面非对称形式半潜体比上下表面对称的回转体形式半潜体具有更优的阻力性能。     

静水压力下圆柱壳结构屈曲机理分析

针对静水压力下圆柱壳结构的屈曲机理问题,将圆柱壳的结构刚度分为薄膜刚度和弯曲刚度,分析了具有完整刚度下圆柱壳的失稳压力,并与已有的理论进行了比较,验证了方法的可靠性。通过消除圆柱壳结构各部分薄膜刚度获得了消除刚度后的临界屈曲载荷,分析了各部分薄膜刚度对静水压力下圆柱壳承载能力的影响,结果表明,静水压力下圆柱壳屈曲的原因是结构周向薄膜刚度的减少。     

CFRP加固损伤钢板的拉伸及疲劳性能研究

文章基于Dugdale模型理论提出CFRP加固含裂纹钢板加固量的计算方法。通过虚拟裂纹闭合法建立模型来模拟塑性钢板的破坏过程,并完成相关试验,验证了CFRP加固含裂纹钢板有效粘贴长度、有效粘贴宽度取值的有效性。同时利用Paris公式预估疲劳寿命,并结合相关试验数据,探究了CFRP加固对含裂纹钢板疲劳寿命的提高作用。研究表明,有效粘贴长度、有效粘贴宽度的理论取值有效;通过CFRP双侧加固竖裂纹、斜裂纹钢板构件可分别使其疲劳寿命得到显著提高。     

静水压力对水下环肋圆柱壳输入功率流的影响

研究了考虑静水压力时水下环肋圆柱壳在周向余弦线分布力激励下的输入功率流特性。圆柱壳体和外流场的振动分别由Flügge壳体方程和Helmholtz波动方程描述,静水压力的影响以额外应力的形式计入壳体振动方程当中。探讨了静水压力对输入功率流的影响。结果表明外部静水压力使输入功率流曲线沿频率轴往左移动,即往低频方向移动。静水压力越大,影响越大;周向模态数越大,影响越大。文中结果对水下环肋圆柱壳的振动与噪声控制有一定的指导意义。     

Implosion tests of aluminium-alloy ring-stiffened cylinders subjected to external hydrostatic pressure

In this paper, the dynamic implosion responses of ring-stiffened cylindrical tubes under external hydrostatic pressure are reported. The ring-stiffened cylinder models were fabricated from commercial seamless aluminium-alloy 6061-T6 tubes. Six external stiffened models were constructed: three models with three stiffeners, and the other three with five stiffeners. To quantify the effects of stiffening on the structural behaviour, implosion tests were also performed on another three unstiffened tube models. In this study, a total of nine tube models were tested until their failure. Implosion was initiated by increasing the hydrostatic pressure in the chamber until the tubes collapsed, and the effects of different types of pressurising media were investigated: (i) water only and (ii) water and nitrogen gas combined. The implosion pressure pulse near the collapsing tube was recorded during the event. The models with five stiffeners increased the implosion pressure pulse by approximately 3.5 times compared with the unstiffened model.     

静水压力对壳液耦合系统频散特性的影响(英文)

The effect of hydrostatic pressure on the vibration dispersion characteristics of fluid-shell coupled structures was studied.Both fluid-loaded cylindrical shells and fluid-filled cylindrical shells were considered.Numerical analysis was applied to solve the dispersion equations for shells filled with or loaded with fluid at various hydrostatic pressures.The results for external pressure showed that non-dimensional axial wave numbers are nearly independent when the pressure is below the critical level.The in...     

碳纤维加固预应力混凝土结构试验研究

主要研究了碳纤维制成织物片材粘贴到预应力混凝土构件表面用于结构补强与加固的技术特点，并分别对预应力混凝土构件在完好和破损状态下的加固效果进行了对比试验研究，分析了不同使用状态下的构件碳纤维加固对其破坏特征及承载力、刚度等方面的影响。试验结果表明：碳纤维加固预应力混凝土构件能有效的提高截面承载力，约束裂缝的发展，加固端部采用环形箍能较好地防止碳纤维剥离破坏的发生。     

The hydrostatic stiffness of flexible floating structures for linear hydroelasticity

The formulation of the hydrostatic stiffness for linear rigid body hydrodynamics is well known. An explicit formulation for an analogous hydrostatic stiffness in linear hydroelasticity, which is applicable to both rigid body and flexible displacement, is not as well-known. Three such formulations have been proposed previously in the literature, none of which is quite correct; all produce an unsymmetric stiffness matrix. An explicit formulation for the complete hydrostatic stiffness for flexible floating structures at rest in calm water is derived based on a consistent linearization of the external hydrostatic pressure and the internal structural stresses. The symmetry of the present formulation for a floating structure is proven analytically, and the unsymmetry of the hydrostatic stiffness for individual finite elements is discussed. The formulation will be of most interest to those who wish to extend linear potential theory hydrodynamic codes for rigid body analysis to deformable bodies. Several issues that are significant for practical implementation are discussed and several examples are presented.     

Fatigue behaviour and life prediction of filament wound CFRP pipes based on coupon tests

This paper investigates the fatigue behaviour of filament wound Toray T700/Epotech X4201 composite pipes with different lay-ups. The present work compares the fatigue behaviour of coupon specimens manufactured with two different fiber orientations under tension-tension and tension-compression cyclic actions. The test results show that the lay-up and stress ratio have significant effect on the failure mechanism and fatigue life of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite coupons. This paper develops an empirical model, which integrates the effect of stress ratio in a fatigue damage parameter, to evaluate the fatigue life of the CFRP filament wound coupons. Combined with the numerically calculated stresses at the critical locations corresponding to the fatigue damage locations, the proposed empirical model developed from the coupon test database predicts successfully the fatigue life of full diameter CFRP pipes, using stresses computed at critical locations in the CFRP pipe.     

碳纤维加固钢筋混凝土梁破坏模式及分析

通过试验研究,得出碳纤维复合材料加固混凝土结构构件的几种可能出现的破坏模式;分析可能的破坏型式出现的原因,并对最为常见的加固破坏模式-碳纤维剥离破坏进行重点探讨;针对碳纤维加固混凝土结构工程中的施工防范措施提出具体建议。     

粘贴碳纤维布与钢板加固RC梁的承载力计算方法

根据提出的加固材料强度系数,并基于试验数据分析,分别提出了粘贴碳纤维布和粘贴钢板加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力提高系数计算公式。研究结果表明,粘贴钢板比粘贴碳纤维布对梁的抗弯承载力有更好的加固效果。