强梁特殊开孔参数化建模技术

MSC/NASTRAN是我国造船行业公认的有限元软件,它的前后处理器为建立船体三维有限元模型提供了强大的手段,但由于船体结构的复杂性,仍使得船体有限元分析成为非常繁重的工作,故实现参数化建模已成为船体结构分析人员越来越关注的问题.本文以实际工程项目"强梁腹板特殊开孔应力分析及补强方法的研究"为背景,介绍了作者利用PCL语言实现参数化建立强梁特殊开孔的有限元模型的技术,并编制了相应的程序.应用该程序能大大缩短全部方案模型的建模时间,并提高了效率,体现了PCL语言在实现参数化建模方面的优越性.     

基于有限元法的港机结构的开孔问题研究

港机设计过程中根据设计需要往往要在结构上进行开孔,而开孔后的产生应力集中现象会破坏结构强度。用有限元法分析开孔形状、尺寸和位置与结构应力集中的关系以及开孔后的补强措施来优化开孔设计,提高结构强度。     

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。     

邮轮高腹板梁开孔应力分析

针对邮轮的甲板纵桁和横梁的腹板布置大量开孔,开孔削弱腹板截面尺寸,并且次弯距的影响显著,引起开孔边缘出现应力集中的问题,结合船级社规范开孔规则要求,采用有限元法分析开孔尺寸、开孔位置和补强方式对孔周切向正应力的影响,结果表明,孔周切向正应力对于开孔高度变化的敏感度大于开孔长度变化;当开孔的垂向位置越偏向面板时,孔周切向正应力增加趋势越明显;孔边缘加面板是最有效的减小应力集中的方式。     

圆柱壳大开孔补强的应力集中分析

针对潜艇耐压壳体上大开孔补强处的应力集中现象,结合工程实际问题,采用规范和有限元法对潜艇耐压壳体上大开孔不同补强形式进行了研究,建立了相应的模型,并求出了应力集中系数。通过对两种方法的计算结果进行分析比较,发现当围壁加强时,最大周向应力处的弯曲应力不容忽视。结果说明,用有限单元法进行大开孔补强结构设计是合理、有效的,是对规范计算的完善和补充。     

关于在桁材腹板上开电缆和管子孔的探讨

本文根据船舶电缆、管系在桁材腹板中开孔进行光弹性试验的结果和对国内外船舶在船体结构中开孔的归纳分析作了系统的讨论,得出了开孔附近区域的应力分布、应力集中系数和合理补强方法等有价值的数据。     

横向载荷下复合材料层合板插层补强设计

船体结构根据实际功能或者结构安装等的需要,对复合材料结构开孔不可避免,因此对于开孔进行补强的研究和设计就显得十分重要。目前对于层合板开孔补强的研究,载荷形式多为拉伸、压缩、剪切或者它们的组合载荷。本文主要讨论的是横向弯曲这种载荷形式下,对插层对称补强设计、插层非对称补强设计2种补强形式进行有限元数值模拟,计算X轴方向应力(S_(11))的最大值,并与未补强模型进行比较,得到S_(11)减小的比例。然后分别讨论补片铺层和补片半径比这2个参数对补强结果的影响;最后讨论在不同补片铺层和补片半径比下,2种不同补强形式S_(11)最大值的变化规律,得出S11最大值减小最多的补强形式。通过上述规律,可以得出在横向弯曲载荷下,不同补强形式、不同补片半径比以及不同补片铺层之间的联系和关系,为开孔补强设计提供参考。     

C型独立液货舱开孔处结构强度分析与研究

C型独立液货舱开孔区域的强度对整个液货舱围护系统的安全性至关重要。根据压力容器规范计算方法对罐体上气室处开孔及气室封头上的接管处开孔进行强度校核,并提出补强设计方案;通过有限元计算方法对补强方案进行验证与研究。结果表明,气室处开孔应力水平较高,通过设置复板及增加气室筒体板厚的方式能最有效改善该区域的强度。     

加筋圆柱壳开孔结构强度分析

加筋圆柱壳开孔结构是潜艇典型耐压船体的主要结构形式之一,如何避免在开孔周围造成应力集中,即开孔结构补强是工程中特别关心的问题。在设计过程中,因为要多次建模分析,会导致设计分析效率变低,所以开发了加筋圆柱壳开孔结构的参数化建模分析程序。基于参数化建模分析程序,讨论了多参数对于开孔周围应力集中的影响。     

导航堤淹没式开孔对引航道通航水流条件的影响

导航堤开孔是改善口门区通航水流条件常见的工程措施,但开孔的同时加大了引航道内的流速,对船舶在引航道内航行和停泊构成影响。采用概化物理模型试验,研究了导航堤不同开孔位置、开孔率和不同孔口淹没水深条件下对口门区和引航道内通航水流条件的影响,结合国内外的有关研究成果,提出了开孔的布置原则,为工程设计提供参考。     

不同应力状态下钢筋混凝土梁加速腐蚀试验研究*

开展了不同应力状态下钢筋混凝土梁电解液加速腐蚀试验,研究了加速腐蚀试验中通电时间、钢筋腐蚀率和荷载水平等外界条件对试验构件力学性能的影响,分析了钢筋锈蚀过程中梁截面应变变化和锈蚀裂缝产生情况,为进一步开展应力状态下钢筋混凝土梁的研究提供了试验参考。     

港口工程高强钢筋混凝土梁受剪极限状态分析

通过对配置HRBF500高强钢筋的混凝土梁在集中荷载作用下的受剪试验,并依据《水运工程混凝土结构设计规范》条文规定,研究该高强钢筋在港口工程混凝土受剪构件中的应用。试验观测构件斜裂缝开展规律及破坏形态,采集构件不同状态时的荷载数据。依据《港口工程荷载规范》条文规定,并引入荷载长期影响系数,分析构件斜截面极限承载力及正常使用极限状态斜裂缝宽度。研究结果表明,配置高强钢筋的混凝土梁斜向开裂规律与普通梁基本相同,其钢筋强度可以被充分利用,基于水运规范所得极限承载力和考虑荷载长期影响的正常使用阶段斜裂缝宽度满足要求,且有较好的安全储备。     

轴向冲击作用下玻璃纤维复合材料层合梁脱层及其扩展分析

玻璃纤维增强型复合材料层合梁在受轴向质量块冲击时,由于纤维铺层间的粘结强度较小,该区域易出现初始裂纹.进而扩展为脱层损伤.文章探讨了采用有限元数值模拟对脱层的产生与扩展进行建模、计算分析的方法.针对发生在纤维层问的脱层损伤,基于传统的应力失效准则,结合断裂力学的B-K能量失效准则,建立了混合失效准则来定义界面处的损伤规律,将发生脱层的潜在区域定义为粘结接触.计算结果与实验对比具有较好的一致性.     

FRP筋混凝土简支深梁力学性能试验研究

为解决海港工程中钢筋混凝土结构钢筋锈蚀问题,采用纤维增强塑料筋(FRP)代替传统钢筋,开展了不同配筋情况下FRP筋增强混凝土深梁的力学性能试验,对FRP深梁在荷栽作用下的截面特性、裂缝宽度、极限承载力和破坏形式等力学特性进行深入研究,为进一步在工程中开展应用提供了试验参考.     

黄骅港混凝土结构实体氯离子渗透性和强度的关系

对黄骅港某港区钢筋混凝土梁、板构件强度和电通量进行测试,比较梁、板构件混凝土强度和电通量的差异性。结果表明,混凝土强度差别不大时,电通量和强度没有对应关系;强度和电通量差别较大（超过5MPa）时,高强度对应低电通量。     

钢筋混凝土预制梁的均匀性检测方法

在港口工程中钢筋混凝土预制梁的应用很广,由于原材料质量和施工工艺等原因,预制梁常会出现空洞和冷缝等质量问题,因此对预制梁均匀性的控制和检测十分必要。简要介绍混凝土均匀性检测中探地雷达法和超声波法等无损检测方法的工作原理,提出钢筋混凝土预制梁均匀性检测的基本程序,应用于某港口T型钢筋混凝土梁的检测中取得较好效果。     

高桩码头结构新型加固改造方案设计

为提升码头靠泊能力,对某集装箱码头进行加固改造设计。针对其前、后平台横梁位于同一轴线上的特点,提 出采用铰接传力杆连接前、后平台的新型改造方案。并采用Easydoing和Robot等计算软件,对码头改造前后进行内力分析 和传力杆计算。分析结果及传力杆现场实测结果表明,新型改造方案能改善码头结构受力情况,满足其超设计船型的靠泊要 求,并且连接前、后平台方案施工方便,工期短,对正常生产影响小,造价低,为码头加固改造设计提供了一种新的思路。     

船舶横梁纵桁腹板开孔应力集中计算

本文将解析分析与有限元数值分析相结合,研究了船舶纵桁和横梁腹板上开圆孔和腰圆孔后的应力集中问题,建立了用于梁结构应力集中的局部应力分析法。获得了:(1)开孔直径在1/10～1/2腹板高度变化范围、开孔位置可沿梁长度方向变化的孔口应力集中简便计算公式;(2)上述孔用不同厚度板加强或用围壁加强后的应力集中简便计算公式;(3)在研究了两个孔靠近后对孔口应力分布的影响后,提出了梁上开多孔时的应力集中计算方法。本文方法计算结果分别与光弹性试验、大型钢模试验结果和有限元法对整体梁的计算结果作了比较,表明本文方法可靠而方便。     

外加电流阴极保护技术在天津港滚装码头预制梁中的应用

外加电流阴极防护是钢筋混凝土结构防腐蚀的主要技术手段之一。文章结合外加电流阴极保护技术在天津港滚装码头预制梁工程中的实际应用,介绍了外加电流阴极保护的原理和保护效果,是国内工程中的首次应用,将为我国今后外加电流阴极防护技术的发展和进步提供重要的参考和借鉴。     

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。