基于ANSYS/LS-DYNA软件的水下钻孔爆破数值模拟

结合ANSYS/LS-DYNA对水下钻孔爆破进行数值模拟分析,建立水介质轴向不耦合和空气轴向不耦合单孔钻孔爆破模型,对岩石爆破破碎机理进行研究。通过数值模拟进一步验证了水介质不耦合装药结构较空气不耦合装药结构爆破的优越性,能量利用率得到较大提高,同时得到了在水介质不耦合状态下的最佳水下钻孔爆破装药结构形式。对于航道整治、港口码头建设中涉及水下炸礁工程应用具有一定的参考价值。     

提高水下钻孔爆破的若干理论与技术措施

主要立足于炸药在岩石内部爆破的基本理论和某些水下钻孔爆破工程实践效果情况,提出如何准确选定水下爆破理论计算中的参数和提高水下钻孔爆破的技术措施。     

水下钻孔爆破施工中的安全和质量控制

文章以南方沿海地区某码头工程水下钻孔爆破开挖岩石为例,介绍港口航道疏浚工程中水下炸礁施工技术要点,对爆破过程中采取的安全和质量控制措施及效果进行论述,以期为类似工程提供参考。     

三峡-葛洲坝两坝间航道整治炸礁工程分层爆破关键技术研究

根据三峡-葛洲坝两坝间航道整治炸礁工程的特点,采用分层爆破施工方案,分层厚度为9m。鉴于分层爆破的特殊性,提出质量控制措施确保分层爆破的施工效率和施工质量。从减震孔、钻爆设备、钻爆船的展布和定位、钻孔参数、爆破参数、爆炸物品种类、装药及堵塞、微差时间、移船起爆等方面阐述了水下爆破施工工艺,可为类似工程提供参考。     

航电枢纽水下炸礁浅点控制技术研究

为探索航道工程水下炸礁浅点控制的主要技术,以某航道工程航电枢纽船闸为例,对其水下炸礁浅点形成的原因展开分析,并从施工方案优化、炸礁船布置、钻孔控制、爆破控制等方面对水下炸礁浅点控制技术要点展开探讨。结果表明,水下炸礁施工质量控制难度远高于陆地爆破,浅点是水下炸礁施工中面临的通病;为彻底消除水下炸礁浅点,必须综合应用炸礁船定位技术、钻孔及爆破控制技术、三维图像声呐检测技术,提升炸礁浅点控制效果。     

提高水下钻孔爆破效果的探讨

结合工程实践，着重分析了影响水下钻孔爆破的诸多因素，并提出为提高水下钻孔爆破效果而需要采取的相应措施。     

浅谈水下碎岩施工技术在惠州港荃湾港区主航道扩建工程实践中的应用

按照传统施工工艺,对于水下岩石处理多采用"钻爆法",即对岩石进行水下钻孔、装药、爆破使其破碎,再使用抓斗船清挖爆破后松散的石渣。但是,上述岩石区域处于水产资源省级自然保护区内,依据环境保护批文及有关规定,在保护区内不得从事任何爆破作业,以避免海洋渔业资源遭受破坏。另外,岩石区域毗邻核电站及油库区,爆破施工产生的地震波还有可能对周边构筑物造成不利影响。为此,传统的水下钻孔爆破施工工艺不适合该岩石区域的处理,本文以惠州港荃湾港区主航道扩建工程为例探讨水下碎岩施工技术在实践中的应用。     

水下钻爆工程综合效益的优化

针对水下钻爆工程存在成本费用差异较大的问题,过研究钻孔爆破孔、排距,装药量等钻爆参数对爆破块度、爆破浅点形成的影响,分析爆破孔排距、装药量、块度、浅点、钻机船工效、挖泥船工效、泥驳工效与成本费用的关系,提出水下钻爆施工钻孔、爆破、挖装、运输、浅点处理费用优化方案。根据不同岩石性质、构造特点,经过试爆确定爆破参数,使水下钻爆成本费用可控,从而使水下钻爆工程获得较好的综合效益。通过试爆确定爆破参数,使理论计算与实际成本数据吻合较好,从而使水下钻爆工程获得较好的综合效益。     

水下钻孔爆破水中冲击波有害效应对周围环境影响研究

本文针对水下钻孔爆破的特点,为研究水下钻孔爆破水中冲击波有害效应影响规律,建立临近桥墩和临近船舶多孔水下钻孔爆破三维计算模型,采用ANSYS/LS-DYNA爆破模拟软件,获取水中结构速度、加速度、应力以及应变等动力响应特征,得到水下钻孔爆破水中冲击波有害效应影响规律,为现场实施提供理论参考。     

水下钻孔破岩爆破振动衰减规律试验研究

为控制和减少水下钻孔爆破水击波有害效应,研究水下钻孔爆破振动衰减规律,依托贵港二线船闸下游船墩前沿爆破施工区域,开展了水下钻孔爆破数据检测,测试水击波超压峰值、地震波振动数值。由于水击波传播过程中影响因素众多,难以进行精确计算。本文以解决实际工程问题为基本出发点,在研究水下钻孔爆破水击波传播规律的基础上,进行超压峰值传播衰减规律回归计算,综合分析水中冲击波有害效应影响规律。     

岷江龙溪口水下岩体钻爆的爆破能量特征研究

为研究岷江龙溪口水下岩体钻爆的破岩效率,建立动力有限元模型,对比水与空气耦合介质对爆炸能量传递效率的影响,分析露天与水下爆破中岩体动力响应与能量特征。结果表明,水耦合装药条件下爆炸传入岩体的爆破能量和传递效率大于空气耦合装药条件,可见水介质耦合可以增强破岩效果。在水耦合装药条件下,覆水条件对初始阶段爆炸应力波的传播不存在影响;当压缩应力波从自由面反射后,露天水耦合爆破的单元动能以及内能较大,说明在水下爆破中与自由面接触的水介质抑制了岩体的运动并吸收了部分爆破能量。水下爆破需要增加炸药单耗才能获得露天水耦合同样的爆破效果。     

嵌岩灌注桩施工中注意的问题及处理方法

本文总结嵌岩灌注桩工程实践中的经验,阐述了水下混凝土嵌岩灌注桩施工须注意的主要问题及处理的方法。     

船舶水下辐射噪声特性研究

本文采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对船舶水下辐射噪声特性进行研究.首先应用五种类型的有限单元建立了接近于真实船舶结构的有限元模型(包括机舱动力设备),并应用有限元法完成了流-固耦合状态下,船舶结构振动位移响应数值计算.然后将有限元模型的外表面处理成边界元模型,并由船舶外表面位移响应计算得到用于水下辐射噪声计算的速度边界条件.最后利用边界元技术对船舶水下辐射噪声特性进行研究.本文预估了仅考虑推进柴油机激励、柴油发电机组激励、齿轮箱激励以及所有激励情况下的船舶水下辐射噪声,并将其数值计算与实际测量结果比较,比较结果符合良好.     

船舶水下辐射噪声计算评估方法及应用

本文采用有限元(FEM)和边界元(BEM)相结合的方法对船舶水下辐射噪声进行研究。首先根据船舶的实际情况建立三维结构有限元模型,包括船体结构、压载、主要动力设备及其隔振方式等,然后结合实船测试的柴油发电机组、推进电机机脚振动和轴系中间支撑基座振动数值,及船模试验得到的螺旋桨脉动压力,计算获得流固耦合下结构的响应,最后将船体外壳水线以下结构响应作为约束条件,通过边界元的方法对水下辐射噪声进行计算和分析。从而对船舶设计阶段水下辐射噪声初步评估方法进行修正,同时对比水下辐射噪声实船测试结果,计算准确性较高,修正后的计算评估方法能进一步提高了设计阶段水下噪声的评估精度,为船舶水下辐射噪声控制提供了依据和参考。     

水线以上机电设备对船舶水下辐射噪声影响研究

建立小水线面双体船声学有限元模型,以柴油发电机组振动噪声为激励,计算该船型水线以上振动噪声源产生的水下辐射噪声。探讨船舶水线以上振动噪声对其水下辐射噪声的影响规律,为整船水下辐射噪声评估提供参考。     

有限水深下舱段模型水下声辐射圆柱形阵列测量研究

在水面舰艇的研发阶段,随着对其声隐身性能指标的提高,一般采用数值仿真或者舱段模型试验来考核并优化其声学设计。对于舰艇水下声辐射预报方法,也会利用舱段模型试验来验证。考虑试验成本、操作便利性和背景噪声等因素,一般将舱段模型放置在露天水池进行水下辐射噪声测量,因此开展舱段模型在有限水深露天水池的水下声辐射测量研究非常有必要。为了分析有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性,本文对在2种水域模型的封闭半圆筒结构水下声辐射进行数值仿真,并对小水线面双体船缩比模型进行了露天水池试验和噪声估算。分析计算和实测结果,验证了有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性。该研究成果对于露天水池中舱段模型水下辐射噪声测量试验具有指导意义。     

管路敷设橡胶层对圆柱壳结构振动与声辐射的影响

以内部设有管路的圆柱壳结构为研究对象,采用结构有限元耦合流体边界元算法,针对管路内、外敷设不同厚度橡胶层时,圆柱壳结构水下振动与声学特性进行数值计算,从圆柱壳结构振动位移和辐射噪声2个方面探讨管路内、外敷设橡胶层对圆柱壳结构水下振动与声辐射的影响.这对水下结构物的声学结构优化具有重要意义.结果表明:对于本算例,管路内、外敷设橡胶层对降低圆柱壳结构水下振动与辐射噪声具有良好效果,并且管路敷设橡胶层越厚,减振降噪效果越好.     

钛合金导流罩结构抗冲击计算

导流罩结构作为舰艇结构重要的首部结构形式,其在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性能不容忽视。为研究导流罩结构的抗冲击性能,以某船钛合金导流罩结构为研究对象,应用大型有限元计算软件ABAQUS,建立有限元模型,采用声固耦合法进行水下爆炸数值仿真计算。通过模拟导流罩结构在船上的安装边界条件,设定水下非接触爆炸冲击工况,计算得到了导流罩结构在爆炸冲击载荷作用下的等效塑性应变、位移、加速度等动态响应,并给出了基阵安装位置的频率特性和冲击环境。研究表明,导流罩底部外板为导流罩结构的危险区域,导流罩基阵安装位置处的响应以中低频段为主。     

60客位海景观光船结构强度计算和校核

由于工作于水下,水下观光船大量使用钢化玻璃结构,使船体强度的校核很难用常规规范的方法或舱段有限元方法,为此,运用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对60客位海景观光船进行全船有限元建模,根据规范计算波浪和运动载荷,对模型进行加载,计算得到全船包括钢化玻璃结构在内的应力分布和相对变形情况.