舰船舷侧刚性结构在浮冰冲击作用下的有限元分析

现有的浮冰冲击作用分析方法难以准确提取浮冰力学特性,造成分析结果与实际数值有较大差异,为此设计一个新的舰船舷侧刚性结构在浮冰冲击作用下的有限元分析方法。建立舰船舷侧的刚性材料本构模型,提取浮冰冲击力学特性,计算浮冰对舰船舷侧刚性结构的冲击力,有限元分析浮冰冲击作用下舰船舷侧形变特征。通过实验结果可知,该方法计算得到的最小冲击力下相对形变量低于现有的2种分析方法约5.2 mm与7.4 mm,其最大冲击力下相对象变量小于现有的2种分析方法约5.9 mm与13 mm。该有限元分析方法得到的分析结果更准确,较现有的2种方法更好。     

T型管节点抗冲击性能工作机理分析

采用有限元软件ABAQUS建立构件冲击荷载下的理论分析模型,计算构件在冲击荷载下的冲击力时程曲线,计算结果与试验结果吻合较好。通过对典型T型管节点抗冲击性能进行工作机理分析,明晰了冲击荷载作用与静力荷载作用下,管节点工作性能的不同之处;分析管节点在冲击荷载下的变形发展过程,确定管节点的破坏模态,以及冲击锤与管节点的相互作用关系。     

遭受沉底爆炸载荷作用下的圆柱结构冲击损伤计算

论述了圆柱结构对水下爆炸的冲击损伤计算方法与数值模拟算法。简要介绍了试验工况、计算模型、计算条件等,对沉底状态下圆柱结构遭受沉底水下爆炸作用下的实际损伤与仿真结果进行了对比,研究了冲击毁伤与载荷强度、炸药之间的关系,并应用圆柱壳屈曲理论讨论计算圆柱结构冲击响应的方法,提出了应用表面平均总压力来表征爆炸载荷强度,为今后的潜艇结构抗冲击试验方案设计提供参考。     

公路隧道装配式衬砌研究进展及工程应用

文章依托河惠莞高速公路半嶂隧道工程,探索在公路隧道中实施装配式衬砌,通过分析计算,合理划分衬砌分块,对比不同接头的受力情况,并展开试验段研究,在保证隧道施工安全与质量、提高机械化水平和工厂预制化等方面取得良好效果。     

含初始裂纹铝合金板在反复冲击载荷下的动态响应

[目的]为研究含初始裂纹铝合金板在反复冲击载荷作用下的动态响应影响,[方法]通过开展铝合金板的反复冲击试验和有限元仿真研究,分析在反复冲击载荷下铝合金板的动态响应特性,比较完整铝合金板和含初始裂纹铝合金板在反复冲击载荷作用下的冲击力和破坏模式。[结果]试验结果与仿真计算取得较好的吻合。结果表明,在反复冲击载荷作用下,铝合金板对初始裂纹较为敏感;初始裂纹会降低铝合金板的承载能力,使得冲击力减小,反复冲击直至失效的冲击次数减小;含初始裂纹铝合金板的破坏模式也会受到影响。[结论]研究结果可对铝合金船体外板的结构强度计算和评估提供一定的依据和参考。     

半潜式起重平台跌落事故下结构损伤研究

海上结构物在吊运过程中发生跌落事故会对结构安全造成严重影响.文中以半潜式起重平台为研究对象,选取某导管架为典型吊运物,分析该场景下的跌落特性.采用非线性有限元软件Ls-dyna从冲击深度、冲击力、能量转化等方面进行研究,分析了不同高度和角度下平台的结构损伤情况.研究发现:坠物初始高度越高,结构损伤越严重;跌落过程中结构损伤变形具有明显的局部性,甲板的变形形式与坠物甲板接触面的形状相似;冲击力具有非常明显的非线性特征,碰撞力的每一次卸载都代表着某一构件的失效.文中提出了一些减少跌落事故结构损伤的措施,为平台拆解作业安全提供一定的参考和借鉴.     

缓冲元件的几个重要参数及其测量方法

本文介绍了作为冲击防护用的缓冲元件（缓冲器、隔振器、缓冲垫等）的几个重要参数：最大冲击力、最大冲击位移、最大冲击能量（能容）、刚度、阻尼和能量吸收（损耗）系数。同时介绍了它们的测量方法：即利用落锤式冲击机对缓冲元件进行冲击试验，由此得到缓冲元件的冲击位移和冲击力的关系曲线即动态特性曲线，对该曲线进一步分析便可得到上列各参数。文中给出了几种缓冲元件的试验数据。本文提供的方法是测量缓冲元件缓冲性能的重     

航行器斜入水跳弹现象研究

为避免航行器结构破坏和电子器件失灵,可以利用入水时的跳弹现象减小入水冲击。本文通过实验方法探究了入水条件对航行器入水过程的影响,研究了不同速度和角度下航行器的跳弹/下沉过程,得到了一个可以预测航行器跳弹/下沉的经验公式。撞水瞬间航行器的头部会受到很大的冲击力,利用CFX软件对航行器不同工况入水过程进行了仿真,计算了不同工况下航行器的压力响应曲线,可以为航行器高速入水时减小入水冲击力提供参考。     

变冲击面载荷作用下船舶板架结构强冲击响应研究

为了更好应对复杂的航行条件,对变冲击面载荷作用下船舶板架结构强冲击响应情况进行深入调查和研究,基于变冲击面三维波动函数算法对冲击流场强度和弹性影响参数进行计算,针对计算结果模拟出抗冲击船舶板架结构,分别对板架结构中的平板和加筋板的抗冲击响应效果进行优化。最后通过实验检测表明,结合变冲击面三维波动函数算法对船舶板架结构进行分析和优化可有效提高船舶板架的抗冲击性,保障船舶航行安全。     

冲击载荷作用下LNG燃料罐防波板参数多目标优化

LNG(液化天然气)燃料罐在冲击载荷作用下会产生液体冲击力,设置防波板是减少液体冲击力的有效措施.基于此,以防波板位置、形状等参数设计正交试验,运用Ansys workbench流固耦合方法模拟燃料罐在冲击载荷下的受力过程并求出封头的冲击力和防波板的线性化应力;构建响应值与结构参数的二次响应回归方程;以防波板的防波效果和结构强度为优化目标,利用遗传算法的gamultiobj函数进行多目标优化,研究防波板结构参数对优化目标的影响,最终挑选出Pareto最优解.本研究使防波板的防波效果和结构强度均得到了提高.     

崩塌落石运动参数的数值模拟研究

求落石参数一般是通过经验性分析及现场试验,但两者都有不同的优缺点,在收集资料相对有限前提下,本文采用了数值模拟软件rockfall软件进行,它考虑到了岩块的几何形状、大小和密度、初始运动方式、坡面几何形态、坡面粗糙度、坡面滑动和滚动摩擦系数、法向和切向阴尼系数等基本输入参数及其不确定性特征,可模拟得出落石的冲击动能、弹跳高度、运动轨迹及它们的统计结果,较好地反映了落石真实下落过程,从而能结合野外实地调查确定下落过程的运动学参数,为我们反演计算提供依据。     

水下爆炸作用下中型浮动冲击平台毁伤特性研究

以标准中型浮动冲击平台为目标,采用数值仿真以及理论分析的方法对其在水下爆炸作用下的毁伤情况进行研究。首先对仿真方法的正确性进行验证,其次结合平台工作情况选择合适的工况及测点进行仿真计算,给出毁伤及冲击环境的仿真计算结果,总结不同冲击因子对平台冲击环境的影响规律;然后采用理论方法对目标毁伤情况进行计算,参照BV043/85标准对平台冲击环境进行预报,并与仿真计算结果进行比对分析。结果表明,仿真方法与理论分析方法所得到的水下爆炸作用下所得毁伤情况比较吻合,在此基础上结合标准规范给出平台承载重量的范围。     

基于浮体Morison方程的半潜式超大型浮式结构波浪力简化计算方法

研究了半潜式超大型浮式结构中移动式海上基地（MOB）在高海况随机波作用下波浪力的简化计算方法。文中基于修正后的浮体Morison方程,经理论推导得出了MOB结构波浪力的计算公式。以MOB结构“三模块模型”为例,研究其在6级海况条件下基于Bretschneider谱模拟的随机不规则波中浪向角变化在0°~90°范围内,各模块的波浪力-历时规律,将本文简化算法的计算结果统计值与势流理论的结果相互对比,并对二者进行误差分析。结果表明：运用本文简化算法得到的MOB波浪力统计结果与势流理论的结果吻合程度高,且二者之间的相对误差在工程允许的范围之内,可充分验证本文方法的正确性、合理性与可行性。本文算法相比于势流理论而言更加简单,建议在结构初步设计阶段运用该方法可高效地评估大量不同工况下MOB结构的波浪荷载,研究成果可为半潜式超大型浮式结构动力响应研究奠定基础。     

T型管节点抗冲击性能研究

为研究T型管节点的在冲击性荷载下的力学性能,文章首先采用有限元软件ABAQUS建立了构件冲击荷载下的理论分析模型.在验证模型可靠性的基础上,分别以管节点的几何参数和荷载参数为主要影响因素,分析各相关参数对节点抗冲击性能的影响.分析结果表明:支、主管的管径比与主管的径厚比,对管节点所受的最大冲击力、冲击力作用时间,节点变形情况有较大影响.     

隔振系统基于折减矩形脉冲的DDAM时域等效算法

与逐步积分法等时域响应计算方法相比，动态设计分析方法（DDAM）在很多船舶设备的冲击响应计算中有一定局限性。为了将DDAM冲击谱转化为时域冲击输入，对时域算法展开研究，分析DDAM的时域等效条件以及参数的影响，总结计算方法，并通过隔振系统冲击算例验证时域等效DDAM的可行性。研究表明，基于折减矩形波脉冲的时域算法能够等效替代DDAM，并克服了DDAM无法解决隔振器限位等非线性冲击计算问题。     

长管道液压冲击及吸收AMESim仿真分析

为研究蓄能器吸收液压冲击的作用,应用AMESim仿真分析平台,建立带蓄能器的100 m长等径直管液压系统模型,对接入蓄能器前的直接和间接液压冲击进行理论计算和仿真分析,结果一致,验证了仿真模型的正确性。为消除直接液压冲击,理论计算得到所需蓄能器的最小容积,对接入蓄能器后的直接液压冲击仿真分析表明,计算所得蓄能器容积过小,液压冲击吸收效果并不明显,由此得到蓄能器容积的最优值。     

预加轴力下加强冷弯T型方钢管节点抗冲击试验研究

为深入研究加强方式对T型方钢管节点的抗冲击性能的影响,文章进行了预加轴力下加强冷弯T型方钢管节点抗冲击性能试验研究,研究了主管内部加劲肋和主管上翼缘垫板加强对节点试件冲击力、支管顶部及主管底部变形发展等受力性能指标的影响.通过试验得到管节点在冲击荷载作用下的破坏模态、冲击力和位移时程曲线以及荷载-位移关系曲线,获得加强后节点在冲击荷载作用下的抗冲击工作机理,为管结构抗冲击设计和加固维护提供参考.     

太湖隧道临时大堤设计施工关键工况安全评估研究

以太湖隧道施工为依托,通过信息化软件建立项目临时大堤的三维土木结构模型,对施工的各个关键工况进行模拟与推演,结合理论计算与仿真分析,研究评估设计施工中的各处危险点,根据安全评估的成果对初步设计施工方案进行相应的修改,后续施工中临时大堤段开挖支护等施工工况进展顺利,安全情况良好,关键工况安全评估研究为施工的顺利进行提供了有力的支撑。     

矩形液舱晃荡冲击载荷的试验机理研究

在不同外激振幅和频率下,采用大尺度模型试验方法对矩形液舱内液体晃荡产生的冲击压力进行了研究,主要包括在不同载液率下,液舱内的短期晃荡冲击载荷特性、冲击载荷的统计特性、时空分布规律及外激振幅和频率与晃荡冲击载荷的关系。试验结果表明,低载液率时自由液面附近冲击载荷大,高载液率时顶部冲击载荷大,30%时自由液面冲击载荷最大,低载液率时自由液面最大冲击力约为静水压力的3.5～4.5倍,外激频率越接近自由液面固有频率,冲击荷载的梯度受振幅的影响越大。文中研究可为计算晃荡载荷提供参考,并对液舱设计具有一定指导意义。     

基于环向裂纹法的冰激载荷船舶运动响应研究

为保证船舶在冰区安全航行和船上机械设备安全，需要考虑冰激载荷特性引起的船舶运动响应问题。论文以一艘极地运输船作为研究对象，采用基于半经验公式的数值方法模拟连续破冰情况下船舶所承受的冰载荷，求解冰区船舶在平整冰区域直航过程中由冰载荷冲击引起的运动响应，计算分析横荡、纵荡和垂荡3自由度冲击加速度，同时基于中国船级社规范，选取PC3冰级，计算规范要求的冲击加速度，将两者计算结果进行对比，揭示了在不同冰厚、弯曲强度和船-冰摩擦系数下加速度的变化趋势。此数值模拟方法对冰区船舶设计与冰区航行具有一定的指导意义。