船闸闸首非线性有限元计算分析

在船闸下闸首工程的结构计算分析中,考虑地基土体材料的非线性特性,采用非线性有限单元法,对嘉陵江新政船闸下闸首进行了计算分析研究。运用ANSYS10.0通用计算软件,建立了三维非线性弹塑性有限元模型,采用D-P准则对闸首的回填土和地基土体进行计算,经对嘉陵江新政船闸闸首在不同工况下的应力和应变分布特征进行分析比较,验证了模型的正确性和实用性。     

三维有限单元法在大型船闸闸首设计中的应用

合理确定闸首结构的内力是保证船闸结构系统稳定和安全的关键,也是闸首混凝土配筋设计的重要依据。使用ABAQUS有限元分析软件,建立某大型船闸下闸首三维有限元计算模型,分析了不同工况下闸首的应力分布规律及变形特点。编制了由应力反求内力的计算程序,得到各控制点的内力分布情况,并与规范算法结果进行对比,结果表明:规范算法偏于安全,有限单元法充分考虑了位移的协调和结构变形的整体性,计算出的内力更加符合大型船闸闸首实际受力情况。     

软土地基上扩容改造船闸工程上闸首应力变形研究

扬州市某船闸工程已建成通航四十多年,长期处于超负荷运行状态,结构、设备破损老化,存在诸多安全隐患,已影响到船闸的安全运行,为保证船闸运输畅通及保障人民生命财产安全,对该船闸工程进行扩容改造工作。为研究软土地基上扩容改造船闸工程上闸首结构设计的合理性,根据相关地质、地形及设计资料,建立了该船闸上闸首结构连同软土地基的三维有限元模型,计算分析了该上闸首的应力变形特性,确定了闸首沉降符合一般变形规律,闸首底板拉应力值较大,超过混凝土允许拉应力值,应力分析成果为配筋设计提供了理论依据,可为类似闸首设计提供一定借鉴。     

船闸闸首部位结构内力的非线性有限元分析

考虑结构材料和几何尺度等非线性因素,应用ABAQUS有限元软件建立船闸闸首部位的三维数值模型;通过合理设置闸首部位边墩、底板、回填土和地基之间的接触,分别计算不同工况条件下闸首的结构内力;在验证计算成果合理性的基础上,探讨采用解析法和有限元法进行结构内力分析的优缺点及其适用条件.     

基于ABAQUS的下闸首结构应力变形三维非线性有限元分析

针对东淝河船闸下闸首结构及受力复杂问题,采用三维非线性有限元ABAQUS软件,分析研究下闸首在不同工况下的位移及应力场。计算结果表明,针对复杂结构采用三维有限元分析软件较以往传统的二维平面计算分析方法更有优势,东淝河船闸下闸首的水平位移和垂直位移均满足规范要求。三维有限元分析结果能比较直观、准确反映下闸首整体强度和位移状况,为评价结构安全性态提供依据。     

某改建船闸工程上闸首结构性态研究

江苏省某船闸工程虽经三次维修,仍存在较多问题,如船闸通过能力不足,制约经济发展等,为满足该区域航运安全畅通的需求,开展了船闸改建设计。为研究改建船闸上闸首结构的合理性,根据相关地勘及设计资料,建立了该船闸上闸首结构的三维有限元模型,计算分析了该上闸首的结构性态,研究了上闸首结构在不同工况下的应力及内力分布规律,开展了边荷载作用对闸首结构内力影响的敏感性分析,为上闸首结构的配筋提供理论依据,同时可为类似船闸闸首工程的设计提供借鉴。     

基于D-P准则的闸首底板非线性有限元分析与比较

底板是闸首结构受力最复杂的部位,属于典型的空间受力结构,目前船闸规范中仍将弹性基础梁法作为闸首底板内力计算的主要方法,该方法系平面计算理论,且采用弹性模型代替弹塑性模型,存在优化的可能。结合土基上某船闸工程实例,利用有限元软件ANSYS,通过D-P屈服准则进行三维非线性有限元分析,研究弹塑性模型下闸首底板的内力与变化规律,并与弹性基础梁法、三维有限元弹性法进行分析比较,提出了各种方法的适用条件,以供类似工程借鉴参考。     

基于AutoCAD ARX的船闸闸首三维设计

针对国内船闸三维设计可视化效果不足的问题,尝试对船闸闸首三维设计技术进行可视化结构设计的研究.采用C++的面向对象特性与AutoCAD提供的ObjectARX开发工具相结合,研究闸首三维模型算法、闸首稳定性验算程序算法,实现结构稳定性计算结果输出,开发闸首三维模型设计系统.通过工程实例进行验证分析,成果直观,能够很好地辅助闸首结构设计,是对水工建筑物三维可视化设计技术的一种有益探讨.     

非对称工况下双线船闸不同施工工艺对结构的影响

随着水运事业的发展,双线船闸已越来越多的使用在内河航道中,不同的施工过程对船闸应力产生不同的影响,而合理确定船闸结构应力是保证船闸系统稳定和安全的关键。本文使用有限元分析软件,依托于海安船闸建立了非对称工况下双线船闸有限元计算模型,分析不同施工顺序下闸首和闸室的应力分布规律及变形特性。结果表明:不同施工顺序闸首和闸室应力存在空间上的差异性,表现为靠近船闸中心线差异明显,向两侧逐渐消弱。     

船闸底板施工期应力仿真探讨

船闸闸首底板的应力分布、应力大小与闸首结构型式有关,也受结构施工过程的影响。本文利用非线性有限元分析方法对各种材料之间的接触作用进行分析,对各种施工过程中船闸闸首底板应力的分布及应力大小进行仿真模拟,以期为类似工程提供参考和借鉴。     

中英规范中船舶系缆力计算比较

为研究中英两国规范中船舶系缆力计算的差异,对比JTS 144-1—2010 《港口工程荷载规范》和英标BS 6349-1:2000,针对不同船型及风(流)向角的船舶系缆力进行比较分析。结果表明,集装箱船国标的风压力计算值要小于英标,而油船则大于英标;集装箱船国标的水流力计算值要小于英标;油船仅在流向角为90°时国标计算值大于英标,其他流向角时则小于英标。可为海外工程设计提供参考。     

水下环境中螺栓轴向拉力测试技术研究

提出了一种新的测量螺栓轴向拉力的方法，即应变计填埋法，并对其作了比较详细的介绍。此方法解决了不能在螺栓轴表面粘贴应变片的问题，尤其是在水下测量螺栓的轴向拉压力。这种方法较其他测量方法有着更多的优点；同时，通过将实验室内螺栓应变计的标定结果和理论计算进行比较，说明了此种方法的可行性和测量的精确程度。曾经将此种测量方法应用于了螺栓轴向拉力的实际测量中，并获得了很好的测量结果。     

一种崭新的船舶运行原理

这是一项原理性的发明,已获得22个国家的发明专利.该发明提出一种特别的船体浸湿面外形布局,可在不改变原推进系统及其推进功率的情况下,大大提高船艇的性能:船艇前进时激起水动推进力、附加水动升力和相应的水动力矩,从而大幅度提高航速和航向、横向、纵向的安全稳定性;转弯时激起水动助回转力矩和抗船体横向向心倾覆力矩,使船艇可以很小的回转半径和横向倾侧,安全迅速地完成回转;迎浪前进时激起水动反冲击力、附加水动升力和相应的水动力矩,可以抗颠簸失速、纵摇拍击和横摇摆动,使船艇平稳高速地前进,平稳安全地完成回转.应用该原理建造的小型船艇的实航试验证明了其确实具有上述性能.     

水深对某典型FPSO及其系泊系统影响研究

以某典型转塔式FPSO为研究对象,利用大型海洋工程水动力及时域耦合分析软件AQWA对FPSO及其系泊系统进行相关计算比较分析;首先通过ANSYS建模并且划分网格,然后通过AQWA-LINE,应用势流理论进行水动力分析,并分别选择914.4m、1800m、3000m作业水深,进行相应的静力计算、运动响应对比分析以及锚链张力的对比计算,得出FPSO的静力、运动响应以及锚链张力随水深变化的规律。     

圆沉箱护岸结构波浪力试验研究

大直径圆沉箱护岸适用于水深较大的外海海域。采用物理模型试验,探究带有连接件的大直径圆沉箱压力分布的规律及影响因素,研究包括沉箱上部胸墙的位置,胸墙顶超高与波浪要素等因素。通过比较试验结果与各家水平波浪压力的理论公式,进行波浪总水平力的计算方法研究,给出合田良实公式的折减系数来拟合大直径圆沉箱护岸的波浪总水平力计算公式,供工程设计参考与进一步研究。     

带分布式动力吸振器基座振动传递特性研究

在弹性梁上等间距安装吸振器,构建带分布式动力器的基座系统,建立了Euler梁-吸振器-弹性支承耦合系统的力学模型。给出了子结构的导纳矩阵,推导了基座的动态特性传递方程,得到了基座系统的力传递率表达式,并详细讨论了系统参数对基座减振性能的影响。搭建了带分布式吸振器基座系统实验平台,对电阻应变式力传感器进行了标定,测试了基座的力传递率特性。数值仿真与实验测试结果均表明,带分布式动力吸振器基座在低频取得了优越的减振效果。     

风流作用下码头系泊船舶缆绳张力及运动量研究

基于力的平衡关系建立了系泊船舶在风和潮流作用下缆绳张力和运动的计算模型(Qmoor),其中根据船舶类型和吨位确定其水下的迎流面积和水上的迎风面积,由经验性公式计算风、流对码头前船舶的作用力,缆绳张力采用考虑缆绳非线性变形的Wilson公式计算,同时也考虑了护舷的变位与靠泊力之间的非线性关系。计算结果与物理模型试验结果较一致,且与Optimoor软件的计算结果进行了对比。     

波浪作用下趸船对高桩码头的受力影响

在以往研究成果的基础上,通过对不同水位波浪作用下码头前无趸船、有趸船但不与码头连接和有趸船并采用 引桥连接3种布置方案进行物理模型试验,测量了码头受到的水平力和上托力,分析了3种布置方案趸船对码头受力的不同 影响。试验结果表明：趸船和引桥的传递作用会使码头受到的水平力增大,趸船对波浪的阻碍作用会使码头受到的上托力 减小。     

高桩码头上部结构波浪力物理模型试验研究

在不同水位、相同波浪要素组合条件下进行波浪对码头上部结构作用力的模型试验研究,得到上部结构所受最大波浪水平力、最大波浪上托力、最大波浪水平力对应的波浪上托力以及最大波浪上托力对应的波浪水平力,分析最大波浪水平力和最大波浪上托力之间的相位差;并对最大波浪上托力和理论值进行分析比较。试验结果表明:随着水位的增高,作用在码头上部结构的波浪力先增大后减小,在设计高水位时,码头上部结构受到的波浪力最大;最大波浪上托力和最大波浪水平力并不同时出现,存在相位差。     

非标准货物柔性系固方案校核方法研究

为保障非标准货物的运输安全,根据船舶耐波性理论,分析航运过程中作用在货件上的惯性力,推导出惯性力及综合外力的计算公式,结合SOLAS公约中非标准货物系固方案的校核要求,为船舶载运非标准货物时柔性系固方案的校核提供一种系统有效的方法。