实肋板腹板开孔应力分析与补强措施

针对船体实肋板腹板开孔及几种不同补强形式,应用ANSYS软件进行有限元分析,计算比较几种补强措施的应力集中系数,得出合理的补强形式,对腹板开孔中心在纵向位置的变化进行讨论,提出设计建议。     

基于ANSYS平台的搭接接头工作应力及应力集中系数的研究

运用数值模拟软件ANSYS建立搭接接头的数值模型,并用利参数化设计语言(APDL)编程实现。研究焊缝几何参数对于搭接接头的工作应力及应力集中系数的影响,并对结果以曲线拟合的方式进行分析,与实际情况相符,有利于优化焊接工艺设计。     

外压圆锥壳开孔应力集中系数分析

采用有限元方法,对不同锥角开孔的应力集中系数的大小及分布规律进行分析,认为开孔倾斜角对应力集中系数影响较大,在实际应用中应严格控制。     

轴肩过渡曲线设计及应力集中分析

分析单曲率圆弧、双曲率圆弧、三曲率圆弧、椭圆和流线形等多种轴肩过渡曲线的设计方法,利用有限元软件Abaqus对这些曲线进行建模分析。对于单曲率圆弧,应力集中系数和应力集中角度随着过渡半径的增大而减小,但是应力集中系数减小的效果并不十分明显。流线形过渡曲线基本消除了应力集中,其应力集中系数仅为1.004。双曲率圆弧、三曲率圆弧和椭圆过渡曲线也都将应力集中系数降低到1.05以下,适于实际工程应用。     

轴肩过渡曲线设计及应力集中分析

分析单曲率圆弧、双曲率圆弧、三曲率圆弧、椭圆和流线形等多种轴肩过渡曲线的设计方法,利用有限元软件Abaqus对这些曲线进行建模分析.对于单曲率圆弧,应力集中系数和应力集中角度随着过渡半径的增大而减小,但是应力集中系数减小的效果并不十分明显.流线形过渡曲线基本消除了应力集中,其应力集中系数仅为1.004.双曲率圆弧、三曲率圆弧和椭圆过渡曲线也都将应力集中系数降低到1.05以下,适于实际工程应用.     

基于ANSYS的LPG球罐的强度分析

建立了2 000m3LPG球罐结构的有限元模型,利用有限元ANSYS软件对球罐进行了静强度分析,通过计算得出,该球罐强度满足要求,并指出了结构的应力集中部位及数值,为该产品设计及检验提供了重要参考。     

轴向载荷下多平面DT型管节点应力集中系数概率模型研究

应力集中系数作为一个随机变量,对管节点及导管架平台的疲劳可靠性评估结果有着重要影响。文章以多平面DT型管节点为研究对象,建立了352个几何参数不同的三维管节点有限元模型,并分析了沿弦管-撑管焊缝处的应力集中系数分布。采用密度直方图描述最大应力集中系数统计样本的特征,利用疲劳可靠性分析中常用的几种概率分布进行拟合。各个概率模型中的参数通过极大似然估计方法得到。根据卡方检验的结果对比发现,Birnbaum-Saunders分布是最适合的概率模型。因此,文中提出一组适用于描述在轴向载荷即单向轴向和平衡轴向载荷作用下多平面DT型管节点弦管侧和撑管侧最大应力集中系数分布的概率模型,对今后导管架式海洋平台结构的疲劳可靠性分析具有重要意义。     

破损船体总纵弯曲强度的修正等值梁法

破损船体破口处存在应力集中,等值梁法不能解决破口应力集中问题。用有限元法研究了船底加筋板格破口的应力分布规律,分析了在矩形、尖角矩形、圆形三种典型破口下的应力集中系数,将破口的应力集中系数分解为平板应力集中系数和骨材作用系数,根据它们的递变规律,提出应力集中系数的一种简化的算法;考虑破口的初始应变和破口进入非弹性阶段后材料的非线性,对破口弹性应力集中系数进行修正并拟合了修正公式;最后提出了采用等值梁法求船底基准应力,结合破口的应力集中系数和破口应力分布规律来计算破损船体总纵强度的方法,对等值梁法的计算结果进行修正,使破损船体强度校核更加真实可靠。算例表明该方法简单可行且具有较好的精度。     

FPSO甲板开孔板架孔边的应力集中优化

应力集中现象在船舶等大型海洋结构物中非常普遍,为减小应力集中系数,避免因应力集中而产生疲劳裂纹等破坏,需在船舶结构设计中对开孔区域的应力集中进行校核并设置加强方案。以某一浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)工程项目中艏楼甲板上的开孔板架为例,提出几种可行的加强方案;利用有限元分析软件对各优化方案孔边的应力集中系数进行计算,并分析不同方案对应力集中系数的优化效果。通过计算和优化得到符合设计要求的应力集中加强方式,分析结果表明,采用复合加强方式能大幅度降低开孔处的应力集中。     

轴向载荷下多平面DT型管节点 应力集中系数研究

应力集中系数对于海洋平台结构中管节点的疲劳寿命评估至关重要。文章以多平面DT型管节点为研究对象,采用有限元方法分析了轴向载荷作用下沿其弦管—撑管相贯线焊缝的应力集中系数分布。在保证计算精度的前提下尽量减少网格数量,采用分区网格划分方法进行管节点建模。基于有限元分析结果,研究了不同几何形状参数对应力集中系数分布变化规律的影响,拟合得到一组应力集中系数参数公式,并通过两种相对误差验证了该参数公式的有效性。     

基于ANSYS和Certon-Dolan理论分析估计疲劳寿命的方法

依据累积疲劳损伤法-迈纳(Miner)法和应力寿命曲线(S-N)推导变幅多级载荷下等效应力及强度判据公式;结合ANSYS有限元分析软件和柯顿-多兰(Certon-Dolan)理论,通过APDL(Ansys Pa- rameter Design Language)参数化建模,分析出不同载荷下应力集中的部位,将有限元网格划分的危险部位节点单元的应力值取出,代入理论公式估算疲劳寿命,具体分析多级载荷加载次序对疲劳寿命的影响,比较Miner方法和Certon-Dolan方法优劣,并提供设计参考数据和理论判据。     

锚拉板式索梁锚固结构构造参数分析

鉴于锚拉板式索梁锚固结构受力复杂、应力集中等问题,以厦漳跨海大桥南汊主桥Z12锚拉板式索梁锚固结构为例,采用ANSYS有限元软件对锚拉板式索梁锚固结构进行构造参数分析。结果表明,增大板厚、加长剪切剪焊长度以及增大塑性区半径均能改善应力集中状态,但以增大塑性区半径最为明显。     

地效翼船主翼结构优化设计

本文利用ANSYS软件,建立了地效翼船主翼结构工程实用的优化模型,根据主翼结构的制造工艺和设计载荷工况确定了关键构件截面的优化设计变量和应力约束条件,以主翼结构最小重量为目标函数进行优化设计,取得了明显的减重效果.在对优化结果可靠性评估的基础上,提出了应力折减系数以修改关键构件的应力约束条件,进行主翼结构的二次优化,提高了优化设计的可靠度.     

生长进化拓扑优化算法在油船中剖面结构优化上的运用

单元进化生长拓扑优化算法较之其他拓扑优化算法有其独特之处,文章通过引入单元生长进化算法对VLCC中剖面横撑结构进行优化设计。结合单元应力指标函数及单元权重系数确定优化模型的目标函数,通过计算单元应力确定单元权重系数的迭代递推关系式,结合有限元平衡方程建立优化数学模型,通过解析计算知优化模型目标函数的取值主要取决于体积函数值,依此建立完整的单元生长进化优化流程。通过与ANSYS连续体拓扑优化计算的比较可知单元生长进化算法更加简单高效,对VLCC轻量化设计具有一定的理论参考价值。     

含初始挠度加筋板的稳定性分析

为了确定初始挠度变形对加筋板稳定性的影响作用,根据实际情况假设初始挠度为双三角级数形式,利用Ansys计算分析了整体初始挠度的幅值与半波数对弹性失稳压力的影响,并得到初始挠度对加筋板稳定性的影响因子计算方法.计算结果分析表明,随着初始挠度的幅值和半波数的增加,加筋板弹性失稳压力逐渐减小;对于含有某种初始挠度的加筋板,其影响因子主要受加筋板的厚度和加强筋间距的影响,而加筋板长宽比的影响较小,可以忽略.     

调距桨桨叶连接螺栓过渡圆角光弹性试验研究

苛刻的空间尺寸要求和严酷的使用环境使得调距桨桨叶连接螺栓设计极为重要,为研究连接螺栓螺帽螺杆圆角过渡区域因截面形状突变存在的应力集中情况和应力分布规律,以某型调距桨桨叶连接螺栓联接组件作为试验模型,采用光弹性试验方法测得其应力分布和应力集中系数,并与有限元仿真分析结果进行了对比验证,为桨叶连接螺栓组件结构设计及其优化提供重要支撑。     

6S50MC船用柴油机活塞头强度分析

对6S50MC柴油机的活塞头进行三维建模和网格划分,仿真得到活塞头的温度场,并对活塞头进行热分析、机械分析和耦合场作用下的强度分析。计算活塞头的温度场分布,分析活塞头在不同负荷作用下的强度。计算得出活塞头在热负荷作用下的最大应力和最大变形符合设计要求。应力集中和变形主要是由热负荷引起的,为了减少热负荷的破坏作用,应该对活塞头加强冷却和改进结构设计。     

基于遗传算法的肘板结构型式优化

介绍了潜艇平面舱壁上主构架与耐压体连接处的一种新型肘板结构型式，通过ANSYS软件对其应力状况进行分析，利用改进的遗传算法对其结构优化设计，对遗传算法的改进包括设计适应度函数、自适应交叉率、自适应变异率，通过编程实现在遗传算法中调用ANSYS软件，获得计算适应度函数所需的参数。通过计算表明，此类型式肘板能够有效地降低应力集中程度。     

波、流共存时的床面剪切力

利用边界层理论 ,导出了波、流共存时的床面剪切力 ,得出综合摩阻系数、综合速度和综合摩阻速度计算公式     

某高速公路岔道口桥梁有限元分析及配筋研究

结合某高速公路岔道口桥梁的实际情况,应用大型有限元MIDAS软件建立岔道口桥梁的梁格空间模型对岔道口受力进行仿真分析,并运用ANSYS软件建立实体模型与梁格模型在自重情况下的结果进行对比,根据应力分布特点对结构进行配筋研究,取得了传统平面计算无法获得的结果。