结构屈曲问题的随机位移解法

用一种新的结构分析方法--随机位移法来分析钢结构的屈曲问题,求解步骤是先将结构离散为一个有限自由度系统,然后根据有限自由度系统平衡稳定性的定义和随机位移法的基本原理,将稳定问题转化为无约束的多维优化问题,最后应用遗传算法求出该问题相应于最优解的目标函数,即得临界载荷,该方法是可行的.     

具有内部纵板的水下有限圆柱壳体的强迫振动

运用拉格朗日方程,导出具有内部纵板铰接或固接的水下有限圆柱壳体的振动方程。平板和圆柱壳体的位移场皆采用假设振型展开形式,而壳体和平板之间的位移连续条件通过引入拉格朗日乘子法实现。壳体振动诱发的流体负载采用格林函数和边界振速乘积的边界积分方程表示。采用文中方法得到的壳体结构自然频率和强迫响应同解析法、有限元结果符合良好,表明该方法对于处理具有内部平板结构的有限圆柱壳体的动力学问题有较好适用性和较大潜力。     

疲劳强度对船体结构设计的影响

船舶中的销轴结构在工作过程中的受力情况类似于一悬臂梁。船舶在航行过程中的激励载荷会使销轴上的支撑结构做轻微晃动,造成销轴末端受到较大应力,导致销轴结构疲劳寿命较差。为了提高某船用销轴结构疲劳寿命,改善其设计质量。本文构建销轴的三维结构,并采用有限单元法建立销轴结构双工况有限元模型,获得销轴结构应力分布以及销轴末端位移参数。并将随机载荷谱、疲劳寿命曲线、有限元法相结合,获得销轴结构在外界随机激励载荷情况下的疲劳破坏点,该方法同样可为船舶其余结构设计提供参考。     

一种离散化方法及其在船台等弹性地基板中的应用

介绍一种离散化方法，该法通过引入满足边界条件的正交形函数，将目前用地梁，杆等一维结构系统的离散元法（ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）扩展应用于薄板结构系统的分析。通过对某船厂斜坡船台船台板的计算，其结果与常用的近似梁法。有限差分法及有限元法的计算结果进行了比较。     

基于无基准动态位移监测的江苏某高桩码头变位特征与安全预警*

高桩码头服役环境复杂，船舶与门机等可变荷载作用下结构变位安全问题突出。然而，高桩码头通常不具备参照基准，且在离岸严苛条件下服役是常态，动态位移监测成为挑战。采用码头无基准动态位移监测技术，对江苏某高桩码头进行实时位移监测。详细分析门机作业和船舶撞击条件下码头位移响应规律，基于码头适用性、安全性提出该码头的两级预警指标。结合数值仿真计算，提出该码头不同吨级船舶靠泊建议。研究表明：门机的作业位置是影响码头位移响应大小的直接因素。码头第一结构段在船舶撞击作用下，因引桥等边界条件的影响，导致A2监测点的位移响应在X、Y方向上均较大。一级预警指标由码头主要荷载作用组合的最大值推算，位移响应值为15.39 mm。二级预警指标由混凝土抗拉极限应力值为评判标准，位移响应值为19.14 mm。相应地，1万吨级船舶靠泊时法向速度不应超过0.19 m/s，5 000吨级船舶靠泊时法向速度不应超过0.22 m/s。     

基于人工智能的三维结构全局应力求解方法研究

针对结构健康监测系统（SHM）中有限数量的应力测点难以监测结构全局应力的问题，提出一种基于人工智能的三维结构全局应力求解方法，通过少量应力测点实现对三维结构物应力场的实时求解。首先，基于有限单元之间对载荷响应的关联性，运用相关性分析找出求解三维结构物应力场的特征单元；其次，利用神经网络建立特征单元与相关单元的求解关系，并将特征单元设为应力测点进而求解结构全局应力；然后，以某海洋平台连接器结构为应用主体，考虑测点数量、神经网络架构、收敛准则等因素对求解精度的影响，建立连接器结构应力场人工智能算法优化模型；最后，开展实尺度模型试验，经比较分析得出该算法模型应力求解精度高达93.6%，该技术可切实提升SHM系统的实用性，将传统的对“点”监测提升为对“场”监测。     

基于反应位移法的地铁车站结构地震响应分析

随着地下结构建设规模的不断扩大，地下结构的抗震问题引来了越来越多的关注。而与工程设计相应的实用、简化地震响应计算方法仍不够成熟。就目前而言，反应位移法是使用较为广泛的一种方法。文中则利用该方法对典型地铁车站结构进行地震响应计算分析，并评价了其抗震性能，最后探讨了该方法的优缺点。     

多角度船舶撞击力作用下柔性桩簇的受力分析

客运码头、老旧码头改造等工程项目广泛利用柔性靠船桩簇来解决其靠船问题,而规范规定将船舶撞击力沿法向作用于柔性靠船桩簇的计算方式却不能满足该结构桩身的最大位移要求。探讨在多角度船舶撞击力作用下柔性桩簇结构中桩身的内力与变形性状,建议在设计过程中,在70°~80°的船舶撞击角度范围内计算结构中桩的最大位移及内力以满足该结构的使用要求,为该结构的设计计算、安全使用及可靠性评估提供参考。     

小型联锁块铺装力学计算分析

文章介绍了一种使用有限单元法计算小型联锁块铺装结构的计算模式，并对该方法进行了试验论证。结果表明通过将联锁块划分为矩形单元与三角形单元的组合，便可近似满足各种形状联锁块的计算需求。     

桩基重力式支护结构的不同计算模型

桩基重力式支护结构由重力式胸墙和双排桩组成,是一种半刚性半柔性支护结构。对该结构的设计,相关单位根据规范采用平面钢架弹性支点法计算下部双排桩,同时将上部胸墙简化为悬臂梁进行计算,但由于胸墙为刚性体,受力特征及对双排桩的约束与悬臂梁不同。为了系统研究该结构在不同计算模型中的变形及内力分布特征,对比规范设计和实体模型的计算结果。结果表明:参照相关规范设计时,上部胸墙产生线性位移,后排桩的弯矩及剪力都大于前排桩;而在实体计算模型中,上部胸墙发生平动位移模式,由于基坑开挖受到主要的土压力差作用,前排桩产生的弯矩和剪力都大于后排桩。     

基于响应面函数的摄动随机有限元方法研究

针对随机结构问题,根据现有方法的优缺点,将响应面法和摄动随机有限元相结合。考虑结构载荷参数、材料参数和几何参数,结构的响应面近似函数采用步进回归分析技术被确定了,其中抽样方法为中心指数法,并利用摄动法推导出结构随机响应的中心矩表达式。以燃气涡轮叶片为例,计算出叶片的随机响应变量中心矩,及响应变量相对于输入变量的灵敏度,并分别与直接响应面法、直接 Monte-Carlo 模拟方法的计算结果对比。结果表明,该方法适用于结构相对复杂的模型,计算结果精度较高,计算速度较快。     

由船体振动引起的水下辐射噪声数值计算及其应用

岩崎曾发表过一种关于结构－流体相互作用问题的数值计算方法。关于这一方法，计算机模型必须具有多个自由度，而且需要必须的计算机费用。除此之外，还存在一个不规则频率的问题，这一频率是内部相应问题的固有频率。探讨了如下经改进的数值计算方法：（１）使用这一模态近似法，借此通过在真空中起主要作用的线性组合，将其结构位移近似为无阻尼的标准结构模式。通过这种方法可大大缩短计算时间；（２）将不连续的表面和内部的赫尔     

张力腿平台拉索的疲劳损伤

目前在分析张力腿平台(TLP)疲劳损伤时,通常限定平台只发生小位移,未考虑不利工况下平台发生有限位移的情况.在分析模型中考虑有限大位移后,会引入多种非线性因素,也会使TLP的动力响应明显不同于小位移情况,因此研究TLP有限位移下非线性波浪载荷引起的疲劳损伤十分重要.首先求得随机海浪作用下TLP拉索应力的时间历程曲线,并采用雨流法对其进行计数得到疲劳载荷谱;然后依据Miner累积损伤模型,求得TLP拉索在不利工况下的疲劳损伤;最后对ISSCTLP平台拉索在某海况下进行了疲劳损伤短期计算,并说明TLP拉索疲劳可靠度的计算方法.     

磁悬浮主被动混合隔振器静稳定性分析

磁悬浮主被动混合隔振器是一种正负刚度并联的弹性结构。针对该结构存在的稳定性问题,建立了某型磁悬浮主被动混合隔振器的刚度模型。基于虚功原理,推导出判定弹性系统静稳定性的刚度准则。运用该准则,结合混合隔振器的刚度模型分析了该主被动混合隔振器的静稳定性。理论和实验结果表明,该混合隔振器在工作位移内,系统刚度为正,混合隔振器是静稳定的。     

共轨式喷油系统数学模型

针对高压共轨喷油系统所特有的工作过程和部件结构，建立了系统各部件综合的数学模型，并采用有限容法对方程进行了离散，对系统的压力特性，电磁特性和控制参数等进行了仿真，为系统的参数设计，标定提供了依据。     

灌注桩墙与重力式结构组合体系在码头升级改造中的应用

在中东某码头升级改造工程中，推荐采用灌注桩墙与重力式结构组合体系，能够充分发挥两种结构的受力特点，有效解决码头前沿线前移、水深加大、码头上部荷载大幅增加、水平位移要求严、减小高基床扰动等技术难题。采用强度折减法和弹塑性分析法对该组合结构统一模型的结构稳定、桩墙内力和码头水平位移等主要技术指标开展Plaxis有限元分析，并对比不同桩墙和拉杆水平刚度下的结构稳定、内力及位移等变化规律。结果表明，桩墙和拉杆的水平刚度对组合体系的结构稳定性和桩墙内力的影响基本一致，均是随着二者的水平刚度降低而降低；拉杆的水平刚度降低引起水平位移的增加，而桩墙水平刚度的降低则有利于降低一定的水平位移。     

基于随机有限元的空间梁板结构系统可靠性分析

影响船舶结构系统可靠性的因素有很多,所以有必要对其结构进行可靠性分析.为此采用空间梁元与板元来模拟空间梁板结构,运用将随机有限元法与确定性有限元法相结合的随机有限元理论,采用分枝限界法找出主要失效模式,利用改进的一次二阶矩法计算各失效模式的安全余量,最终利用各失效模式相关性和概率网络估算技术法计算结构系统的失效概率.编制了考虑材料的强度、梁板元的尺寸和外载荷等均为随机变量的三维梁板空间结构问题的随机有限元程序,最后通过实例进行结构系统可靠性分析计算.     

海洋波浪,流激励下的隔水管管线动力稳定性

本文以一根在上部允许作任意弹性旋转为均匀，连续垂直隔水管系统进行了动力稳定性分析，水面船的升沉和横荡运动作管子上端的激励条件，采用了Ｐｉｅｒｓｏｎ－Ｍｏｓｋｏｗｉｔｚ波浪谱描述了波浪环境，用Ｍｏｒｉｓｏｎ方程估算了作用在立管上的流体动力，采用有限差法分求解了立管运动方程，计算了管子临界位移和弯矩分布。     

船舶薄壁结构噪声优化研究

为减少船舶薄壁结构噪声强度,以某船舶薄壁连接结构为研究对象,基于有限单元法建立薄壁结构噪声有限元模型。将薄壁结构自适应加筋理论与噪声有限元模型相结合,基于matlab软件对薄壁结构噪声模型进行遗传优化。计算结果表明,该方法能够有效减少结构噪声,并且优化得出的结构外形简单易于加工制造。     

随机波浪载荷作用下导管架平台动力响应及疲劳可靠性分析

主要针对波浪载荷作用下导管架式海洋平台结构的疲劳可靠性进行研究.采用Airy线性波浪理论,将导管架结构离散成空间梁有限单元结构;在此基础上采用结构模态分析方法,编程计算了平台结构在随机波浪载荷作用下的位移、速度、加速度和应力随机响应及其概率统计量.导管架结构疲劳可靠性分析建立在频域响应的基础上,假设结构响应的应力范围服从Rayleigh分布,利用结构应力传递函数得到结构应力响应谱,然后利用Miner线性累积损伤准则推导出结构疲劳寿命的概率分布函数,并考虑结构疲劳强度影响系数的随机性,求得结构在随机应力谱下给定疲劳寿命时的疲劳可靠性指标.文中所建立方法可用于导管架式平台结构的疲劳安全评估.