含分层损伤复合材料层合板声激励下振动特性研究

本文通过对含厚度方向不同位置椭圆分层层合板结构动力分析,讨论平面声波激励对结构动力响应特性的影响,基于分层损伤结构变形特点,将含损伤层合板的基板和上下子板采用Mindlin板单元离散,而分层损伤区以虚拟连接单元模拟,根据耗散能的计算确定结构的模态阻尼特征,建立含损伤层合板的振动响应函数的有限元分析方法,用算例验证模型的可信性,在0-1000Hz范围内,计算了含厚度方向不同位置椭圆分层损伤层合板结构的固有频率、模态阻尼和幅频响应与相频响应,依据计算结果分析了分层损伤对动力特性的影响,有益于进一步对分层损伤建立识别模式.     

高温载荷下带隔热层加筋板结构热力响应研究

隔热材料在船舶领域应用广泛，起到良好的稳定舱室温度的作用，但目前对带隔热层加筋板结构热力响应的研究较少。基于热弹性力学，采用直接热力耦合的方法对有隔热层的加筋板在高温载荷作用下的结构热力响应进行数值模拟，确定了更合理的带隔热层加筋板结构热力分析方法，研究了隔热材料的厚度、导热系数和热膨胀系数对加筋板结构温度场和热应力场的影响；计算了将隔热层覆盖区域进行绝热处理时加筋板结构热力响应结果，并与考虑隔热层的复杂模型热力响应结果进行对比分析。结果表明：有无隔热层对加筋板结构的热力响应结果有极大影响，继续增加隔热层厚度，结构的温度和应力均会增大；隔热材料的热膨胀系数在一定范围内对结构的温度结果和应力结果影响很小；将隔热层覆盖区域进行绝热处理后，结构的温度和应力有所增大，各特征点等效应力最多增大了9.42%，绝热简化模型的计算结果相对保守。研究结果可为船舶结构设计和安全性分析提供技术支撑。     

采用碳纤维布加固的高桩码头地震响应数值模拟分析

高桩码头是我国沿海地区广泛应用的一种码头结构形式,同时也有易遭受地震破坏且难以修复的缺点。文章基于实际工程利用有限元软件ABAQUS建立高桩码头三维模型,对结构进行地震动力响应特性研究,分析碳纤维布加固前后高桩码头面板和桩基的位移、弯矩变化规律,研究碳纤维布的加固部位、加固厚度等不同加固参数对结构动力响应的影响规律。研究结果表明,碳纤维布节点加固抗震效果比较明显,在考虑经济和作用效果的前提下,存在一个最优加固厚度。     

基于非线性有限元法的船舶冰区破冰数值模拟

应用非线性有限元法进行了破冰船冰区破冰数值模拟。通过比较数值模拟结果和试验结果,对冰体材料模型进行了验证;采用该冰体材料模型,对破冰船以不同航速在不同厚度的层冰中破冰航行时的动态响应进行了数值研究,给出了破冰过程中层冰的变形、冰力的大小以及冰的变形能和动能变化,分析了船速、冰层厚度对破冰阻力的影响。该研究结果对分析破冰船在层冰中破冰时的动态响应特性具有一定的参考价值。     

连云港徐圩海域海岸性质研究

研究了连云港徐圩海域底质的粒径特征和泥沙水力特性,并与连云港主港区、天津港和黄骅港等港口进行对比,研究了不同海岸类型在底质的粒径特征和泥沙水力特性的差异,指出泥沙颗粒黏性影响泥沙水力特性、泥沙水力特性决定海岸性质,给出了海岸性质分类的改进意见,在此基础上确定了徐圩海域海岸性质.     

基于非线性有限元法的船舶冰区破冰数值模拟（英文）

应用非线性有限元法进行了破冰船冰区破冰数值模拟。通过比较数值模拟结果和试验结果,对冰体材料模型进行了验证;采用该冰体材料模型,对破冰船以不同航速在不同厚度的层冰中破冰航行时的动态响应进行了数值研究,给出了破冰过程中层冰的变形、冰力的大小以及冰的变形能和动能变化,分析了船速、冰层厚度对破冰阻力的影响。该研究结果对分析破冰船在层冰中破冰时的动态响应特性具有一定的参考价值。     

大型LNG船液舱晃荡载荷及响应模型试验研究

液舱晃荡是大型液化天然气船液舱设计中的重要问题之一,具有强非线性和离散性,很难确定其载荷值.为了研究大型液化天然气船液舱晃荡冲击载荷及其对结构的响应,文章开展了典型菱形液舱的三维晃荡模型试验,获得了大型LNG船液舱在各种运动模式下的流体拍击舱壁的冲击载荷特性以及液舱围护系统结构在晃荡冲击载荷作用下的动响应特征.     

深水抛填船实时测控验收系统设计与应用

航道整治工程中,施工抛填块石施工时,船舶对水下抛石的厚度和平面位置确定具有一定的难度,设计深水抛填船测控系统实现块石抛填的厚度和位置实时显示,并介绍了本系统的设计原理、系统设计和操作工艺,经测试证明,该技术具有先进性,自动化程度高,对工况适应性强,可达到高效作业,解决了抛填施工的技术难题,可为类似工程借鉴应用。     

船冰碰撞载荷下船舶结构加强方案研究

为了探究水介质对船—冰碰撞结构响应的影响,文章首次对考虑水介质中的船—冰碰撞问题进行了研究。模拟了船舶与冰体在水介质中的碰撞场景,研究船—水—冰三者共同耦合作用对船—冰碰撞的影响。将该计算方法应用于船—冰碰撞的多种工况计算,对比分析了增加外板厚度、横隔板厚度以及肋骨间距等多种加强方案对船体结构响应的差异。揭示了碰撞区域的损伤变形、碰撞力、结构吸能随外板厚度、横隔板厚度和肋骨间距的变化而变化的规律,分析了船舶肩部各主要构件对于抵抗冰载荷作用的能力及贡献。所得结论对于进行冰区船舶结构设计具有参考作用。     

基于有限元和神经网络的主动加热红外无损测厚技术

提出了通过对平板进行单面主动加热,根据平板的热响应测厚的红外无损测厚技术．使用有限元数值计算,得到了不同厚度、加热热流、加热温度、加热区域形状、加热面积下的碳钢平板热响应．使用BP神经网络(NN)建立了热响应与板厚之间的非线性映射,神经网络的训练和测试表明该方法具有较高的精度和较好的推广性．实际应用中可使用红外热像仪记录平板表面的热响应．提出的红外无损测厚技术具有单向性、不接触等优势,具有良好的应用前景．     

舰船波浪弯矩响应的频率特性

非直壁式舰船在高浪级和高航速下的弯矩响应中,除了含有低频遭遇频率成分外,还存在着一定数量的遭遇频率的倍频成分及船体各谐调的垂向总振动频率成份,它们都会对舰船波浪弯矩的非线性响应产生相应的影响。如果舰船的第一谐调垂向总振动频率正好是遭遇频率的整数倍,这时弯矩的非线性响应将达到极值。本文从模型试验及理论计算两方面分析了舰船波浪弯矩的频率特性,对船体载荷响应理论的发展及设计载荷的确定具有指导意义。     

武汉河漫滩相软土工程特性试验及对比研究

从宏观及微观意义上认识不同地域软土的工程特性并分析其成因不仅具有重要的理论意义,对于工程设计施工也具有重要的参考价值。从基本物理力学性质、粒度分析、微观结构、矿物成分、元素分析等方面对武汉冲积河漫滩相淤泥质软土进行了一系列试验研究,结果表明:武汉软土是一种具有高含水率、高孔隙比、高压缩性、高黏粒含量、高有机质含量、中灵敏度的饱和软土,具有较强的结构性。并根据软土成因类型和地域分布特征,针对性选取了参考文献中他人研究的海相沉积的南海软土、海口软土和湖相沉积的北京翠湖湿地土的试验数据与文中的武汉软土进行对比分析,探讨了不同成因软土宏微观工程性质的异同性。软土的成因类型、地域分布、微观结构、矿物成分等因素影响和决定着软土的工程性质。     

氟聚物对有机磷的声表面波检测研究

声表面波传感技术是发展小型、敏感的化学战剂探测的最新技术,其核心问题是覆盖在声表面波化学战剂传感器上的敏感材料.我们在双通道谐振器型信号处理器上涂敷氟聚物作为有机磷气体的敏感材料,通过IR表征确定其特征官能团;设计了检测流程,对有机磷进行了检测.实验表明,我们制作的氟聚物双通道谐振器型传感器基线稳定、灵敏度高、响应快、重现性好.     

高桩承台大体积混凝土裂缝控制探讨

文章结合厦门港海沧港区12#泊位液体化工码头工程实例,通过理论计算,研究在不同施工条件下,温度应力的数值和分布位置,从而科学指导确定施工中的底膜厚度和选择合适的配筋率;对于类似高桩墩式结构承台裂缝控制具有借鉴意义。     

海洋工程船用大厚板E级高强钢埋弧焊技术研究

海洋工程船中的某些船体结构是作为大负荷动载设备而设计,具有板材强度高、冲击韧性要求高、大厚度的特征。本船的EH36钢厚度达120mm,焊接中可能产生热裂纹、接头的机械性能特别是低温冲击韧性不易保证以及焊接变形等问题。该研究采用埋弧焊工艺,并选用C、S、P等含量均低于国标的焊丝,匹配适当的焊接线能量辅以预热,保证了焊接接头力学性能,通过了CCS有关焊接工艺评定认可。利用反变形,结合专用装焊工艺,在实船建造中获得了质量良好的焊接接头和结构精度。     

带限位器的船用浮筏系统冲击响应分析

针对船用浮筏系统在BV043/85舰艇冲击标准规定的冲击载荷下冲击响应较大的问题,以某船用柴油发电机组浮筏隔振系统为例,采用MSC.Nastran对系统进瞬态响应分析,分别计算筏体厚度、结构阻尼、上层限位器间隙变化时的浮筏系统冲击响应,计算结果表明,筏体厚度、结构阻尼、上层限位器间隙对冲击响应结果影响较大,而且上层限位器可以同时限制上、下层隔振器变形量,选择最优的参数值可以使浮筏系统具有良好的抗冲击性能。     

冰-水耦合作用下船舶与浮冰碰撞动响应数值仿真研究

船舶在碎冰区航行时会受到浮冰的碰撞,为了准确模拟浮冰碰撞载荷作用下的船体局部结构承载特征,应当考虑碰撞过程冰-水耦合作用的影响。本文采用瞬态动力学分析程序MSC.Dytran对某水面舰船在碎冰区航行时受浮冰碰撞的动态过程进行数值仿真,得到了受浮冰碰撞下的船体结构响应、碰撞载荷及碰撞过程中的能量转化特征,对浮冰尺度、碰撞位置、舰船航速对船体结构响应及碰撞载荷的影响进行了分析并给出了相应的结论。本文研究工作对于碎冰区航行舰船的载荷确定及结构设计具有重要的参考价值。     

集装箱起重机强震非线性响应特征分析方法

岸边集装箱起重机(岸桥)在强震持时的作用下,易产生屈曲大变形和跳轨等非线性响应行为。为快速准确地预测岸桥结构的强地震动响应特征,提出一种基于轮轨接触的岸桥结构多自由度体系(MDOFS)分析模型,并解耦得到其等效单自由度体系(SDODS),计算分析不同地震载荷作用下的结构弹塑性位移响应和总变形能量的非线性特征;将该等效单自由度体系与岸桥精细有限元数值模型(FEM)的计算结果进行对比分析,二者位移项和能量项的误差分别在5%和8%以内,具有较好的一致性。研究结果表明,等效单自由度模型计算结构强震动响应的结果可信度高,相比有限元数值模型分析方法具有更高的计算效率,对岸桥抗震设计的指导和评估具有重要的工程意义。     

弹振响应对超大型船舶疲劳影响研究

超大型船舶由于弹振响应现象突出,在航行过程中更容易发生疲劳破坏。常规的梁理论法和准静态谱分析法都存在一定缺陷,无法准确分析弹振响应对船体结构疲劳的影响。本文为研究弹振响应下的疲劳评估问题及弹振疲劳的影响因素,在确定的工况和航速条件下,基于应力振型叠加法对某超大型矿砂船进行疲劳损伤计算,分析浪向角和短期海况对弹振疲劳的影响。结果表明：弹振响应使船体热点在高频段产生新的应力峰值,疲劳损伤度大大增加;弹振响应对疲劳的影响程度随浪向角和海况变化明显。本文结论对超大型船舶设计具有一定参考意义。     

复合材料船舶减振降噪数值方法研究

复合材料船舶减振降噪性能优越,对实现降低船舶振动响应、提升船舶安静性的目标具有积极意义。本文基于FEA和SEA理论,在有限元软件Abaqus和统计能量分析软件VA-One中分别对复合材料船舶低中频段、高频段振动响应噪声进行数值模拟。通过改变复合材料厚度和铺层工艺,提出2种优化方案。船舶振动噪声数值预报结果表明,振动源周边位置即主机基座的结构设计对于船舶减振降噪性能影响较大,改进后的优化方案2相对于初步设计方案的平均振动总级降低2.8 dB,相对于钢制船舶降低5.1 dB,说明复合材料船建造可通过改变工艺提高减振降噪性能。