含损伤加筋结构的振动与声辐射特性研究

采用有限元／边界元方法针对加筋结构，研究了损伤对振动与声辐射特性的变异特性。将损伤模型引入结构有限元分析中，针对各向同性损伤单元模型中，采取刚度各向整体弱化的方法分析；对于各向异性损伤单元模型中，采用Kachanov理论，分别引入了x和y两个方向的弹性损伤折减系数。基于Mindlin板理论，建立描述健康和损伤的4结点有限壳单元模型，采用有限元方法计算结构振动特性与表面动力响应。基于4结点二维线性边界元模型，根据Rayleigh积分可以计算结构振动向外辐射的声压，进而可以得到辐射声功率和辐射指向性。为了研究损伤结构处于空气或水中不同损伤位置和大小对结构振动及声特性的影响，文章建立了含损伤结构的动力与声辐射分析方法，就各种损伤对结构振动频率、振动模态与声辐射模态、辐射阻尼、辐射功率与指向性的影响进行了数值模拟。通过对典型算例分析，得出了相应的结论，在评价损伤对船舶与海洋结构物常用的加筋结构声辐射特性影响方面做出了一定的探索。     

基于小波变换的海洋平台结构损伤检测

基于结构动力特性的海洋工程结构损伤检测是一个非常有工程应用价值的研究课题。特别是对于海洋平台水线以下的结构损伤,一般通过结构的频率、振型和频响函数等的变化用来发现损伤。但是对于早期的损伤(通常损伤量很小),上述结构动力特性参数的变化可能很小从而不足以反映结构的这种早期微小损伤。文章提出采用小波变换的方法来进行小损伤的检测,将结构的频响函数(FRF)和加速度响应进行小波变换,很好地预报了损伤的存在。文中还以某海洋平台为例,进行了模型试验,从而验证了提出方法的可行性。     

基于动力测试的高桩码头结构损伤识别技术研究

针对高桩码头结构损伤识别较困难,且研究深度不足的情况,本文通过现场检测、数值分析和振动测试详细分析了扬州港江都港区2#泊位的状况,并针对该工程选取某分段建立了高桩码头的空间有限元模型,提取了其动力特性,基于分析模型研究了不同损伤对动力特性的影响。     

含损伤加筋结构流固耦合动力特性与声辐射特性研究

采用有限元／边界元（FEM／BEM）方法对于水下典型加筋板结构的动力特性以及声辐射特性进行研究。首先将损伤的概念引入有限元，并用边界元法得到流体附加质量项，然后求解损伤结构动力特性，进而求出损伤结构在一定频率范围激励下的辐射声功率以及辐射指向性。     

结构振动声辐射阻尼研究

本文基于振动理论引出了阻尼的基本概念和常见的阻尼形式，综述了阻尼的发展状况及国内外有关辐射阻尼的研究现状，对阻尼的研究意义和发展前景做出了展望。文章重点讨论辐射阻尼的特性，从能量耗散角度提出了结构声辐射阻尼的有关概念，并用结构的声辐射模态来表征结构自身的固有声辐射特性。作为弹性半空间上基础动力响应的重要参数，辐射阻尼是动力机械基础、舰船减振降噪和水下声辐射的关键课题之一。考虑到辐射阻尼的特性，本文试图采用结构振动时耗散能量与振动总能量的比来建立辐射阻尼的数学模型，并讨论了其在数值方法上实现的可能性，为结构水下声辐射特性研究做出了有益的理论探索。     

自升式平台的非线性结构动力分析

自升式平台是一种柔度较大的平台结构.在设计这种平台时,应该考虑平台结构的动力特性,特别是要进行非线性的结构动力分析.本文通过对平台实例的计算,指出并分析了结构的线性动力分析和非线性动力分析结果的差异,表明了对自升式平台进行非线性结构动力分析的必要性.     

基于小波变换的码头结构损伤预警试验研究

为提高码头结构损伤识别方法的准确性和适用性,将小波分析引入到结构损伤识别中.首先介绍了小波变换的基本原理,然后通过高桩码头常见的钢筋混凝土简支梁损伤试验,验证基于小波变换的码头结构损伤预警方法在实际结构上应用的准确性和适用性.对试验梁进行完好工况和损伤工况的动力响应测试,对得到的曲率模态响应进行小波包变换,判定试验梁的损伤位置和损伤程度,从而实现对码头结构的损伤预警.     

秦皇岛港防风网结构动力特性分析研究

通过研究秦皇岛防风网结构的动力特性,以及脉动风压作用下防风网结构的动力响应特性,解决秦皇岛防风网工程的结构安全问题。分析可知,工程采用的防风网结构自振周期远离能量较大的脉动风荷载周期,不会发生共振现象。     

基于自适应进化策略的舰船甲板结构动力优化

舰船甲板结构是船体主要组成部分,它的动力性能影响到人员的舒适及船体安全,如果甲板振动过大,不仅会影响舒适性,甚至会导致甲板结构发生破坏,直接威胁船舶安全性.在舰船航行过程中,引起甲板振动的振源主要来自于螺旋桨和主机激励.本文基于自适应进化策略算法,考虑结构设计变量均为符合工程实际的离散变量,建立了适合对舰船甲板结构进行动力优化的方法,并针对某实船甲板出现有害振动问题,结合实船测量数据,对甲板动力特性进行了优化,得到减振结构修改措施.结果表明本文优化对于提高舰船的舒适性乃至安全性,有一定的实际意义和应用前景.     

基于应变模型的桥梁结构的损伤识别研究

本文在总结基于桥梁结构动力特性损伤识别方法的基础上,阐述了应变模态的基本理论,最后结合一桥梁的数值仿真分析表明,应变模态法对识别桥梁结构的位置非常有效。     

粘弹性线性复合结构动力特性分析

本文采用Ｖｏｉｇｅｔ－Ｋｅｌｖｉｎ粘弹性材料力学模型和等参元法，推导了约束阻尼层单元的刚度阵，并应用逐次逼近求解粘弹性线性复合结构特征值，讨论和分析了结构边界条件，结构刚度以及阻尼处理面积和位置对复合结构动力特性的影响，获得了一些具有工程应用价值的结论。     

超大型油船双壳舷侧结构的碰撞性能研究

应用非线性有限元数值仿真方法研究了超大型油船双壳舷侧结构的碰撞性能，分析了各个构件的损伤模式和吸能特性，获得了碰撞力，能量吸收和损伤变形的时序结果，并给出具有指导意义的一般性结论。     

受腐蚀混凝土结构的随机腐蚀损伤

在一些特殊环境（如海洋、化工环境）下，由于环境中存在的大量腐蚀性介质（如氯离子），将对在服役结构造成一定的腐蚀损伤，进而影响结构的安全性和耐久性。本文基于实际受腐蚀结构的检测研究，采用随机理论，建立了受腐蚀结构的随机腐蚀损伤模型，以便进一步的可靠性评估及剩余寿命预测。     

随机波作用下沉入式大圆筒结构的动土压力及结构失稳机理探究

为探究随机波作用下沉入式大圆筒结构的失稳破坏机理，文章进行了不同波浪条件下的随机波水槽实验并测取了结构表面的动土压力时程，通过在时域和频域的综合分析并结合结构的实际失稳状态，文章对沉入式大圆筒结构的失稳破坏机理进行了探索和阐释。研究表明，必须充分重视随机波作用下地基土动力特性的演变，结构的振动响应导致地基上强度软化以及不可逆塑性变形的发展，以致在波浪的持续作用下使结构发生倾斜并最终倾倒，是随机波作用下沉入式大圆筒结构失稳破坏的主要原因。     

VSP与CT技术对在役高桩码头结构损伤的检测与应用

在役高桩码头结构检测时由于结构形式复杂、需水上作业等因素,采用传统方法难以对其进行全面损伤检测。本研究在自主研发相关仪器设备的基础上,综合采用VSP基桩测试设备与混凝土结构内部损伤CT扫描设备,对船舶撞击后的某油田钻井平台码头进行检测与评判。检测结果发现,采用VSP与CT联合检测技术,能对在役高桩码头上部结构及基桩的损伤进行准确检测,并可根据检测结果对码头上部结构与基桩的损伤程度做出科学的评价,较好地解决了在役高桩码头结构损伤全面检测的技术难题,可作为一种新型的在役码头检测手段进行应用推广。     

防风网结构风振疲劳特性研究

针对某港实际工程．采用有限元方法对防风网结构在脉动风荷载作用下的动力响应进行分析，并根据瞬态动力分析的结果，找出防风网结构应力疲劳最危险的单元。结合疲劳分析的基本理论，应用雨流法统计最危险单元的应力时程，得到应力循环次数及应力幅大小，根据Miner线性累积损伤准则编写ANSYS的风振疲劳程序．计算得到防风网结构的疲劳寿命。根据实际工程，验证设计风速为26．8m／s持续作用下防风网结构的疲劳寿命。     

损伤结构承载力的估算方法

在前人试验研究成果的基础上，将模糊数学理论和广义量化分析原理有机地结合起来，建立了损伤结构承载力估算的模糊广义量化模型，即首先对损伤结构的破损状况进行模糊综合评估，得到模糊评价集，然后利用广义量化分析原理建立其承载力与模糊评价集之间的量化关系。本文的研究成果可为损伤结构维修决策的制定提供依据。     

基于灵敏度的结构损伤识别方法

提出了一种基于灵敏度的结构损伤识别方法,该方法仅利用结构损伤前后的前三阶模态参数来确定结构的损伤定位因子和损伤程度评估因子,实现对结构损伤的识别。本文用三维五层框架结构有限元模型数值模拟了四种典型的损伤工况,损伤识别结果表明,应用本文所提的损伤定位因子可准确的对损伤构件实现损伤定位,相应得出的损伤程度评估结果也与模拟的损伤工况较吻合。该方法不需要归一化的振型,仅利用结构基准模型和损伤实测的低阶模态即可,简便易行,具有一定的应用价值。     

含损伤结构静力和动力特性的有限元分析

由于海洋特殊环境的影响,船舶与海洋结构物容易受到腐蚀和疲劳等影响,造成结构的局部刚度弱化损伤,本文探讨了船舶常用加筋板结构在不同刚度弱化情况下结构的静力和动力特性变化,并推导了加筋板结构在正交各向异性损伤情况下的有限元列式.对于正交各向异性损伤,采用Kachanov理论,引人了x和y两个方向的损伤系数,并将损伤而形成的各向异性材料的各力学参数通过损伤系数与各向同性材料各参数相关联.本文将损伤参数分为损伤位置、损伤程度和损伤面积三个方面,并分别分析了它们对结构应力、结构固有频率和模态形状的影响.结果表明损伤位置对结构模态和结构应力的分布影响显著,在损伤区域和损伤程度均较小的情况下,距离损伤区域较远部位的应力分布和振型状态均无明显变化.本文建立的方法可以应用到船舶与海洋结构受损强度分析中.     

船舶舷侧结构耐撞性分析

为研究船舶舷侧结构的碰撞损伤过程,采用非线性动态响应分析方法,使用ANASYS/LS-DYNA显式动力分析软件,对船艏和船舷垂直碰撞过程进行数值仿真,获得了碰撞力、能量吸收和结构损伤变形的时序结果。为了分析船舶舷侧结构耐撞性能,本文对比了常见油船、新型Y型和X型舷侧结构的仿真过程,结果表明新型舷侧结构在整体的耐撞性能上优于传统的舷侧结构,承载构件的不同也会对结构的耐撞性产生很大的差异。