桥梁转体施工自闭合式合龙钢壳系统及施工技术研究

为进一步减小转体施工桥梁合龙施工时对既有运营线路的干扰,同时解决传统钢壳法中加劲肋板对合龙段施工的影响,以首座采用墩中转体的大树村龙川江三线大桥为依托,在传统钢壳法的基础上进行优化研究,自行研制、设计了一套自闭合式合龙钢壳系统并应用于实践,最终达到了安全、优质、快速、有序合龙的目的。实践结果表明,自闭合式合龙钢壳系统能够满足施工要求,且使用效果良好,达到了优化施工的目的,可为类似桥梁合龙施工提供参考。     

低温独立液舱曲面外板加工减薄量评估

基于耐低温合金材料的非线性特性,以某液化气船的低温独立液舱曲面外板加工成形过程为研究对象,研究其塑形变形过程及机理。利用ABAQUS作为计算分析工具,建立了板材原料及上、下加工模具的分析模型,给定冲压成形的时间和初始速度,并设定时间步长,考察每个时间步长的计算结果,分析了其加工过程中的弹塑性变形过程,评估了低温合金材料在加工过程中的板厚变化情况,并与实际加工测量值进行对比,验证了模型和计算分析过程的准确性。为各类低温独立液舱的设计和材料尺寸选用提供了技术支持和指导。     

肋骨侧向稳定性特征屈曲有限元分析

环肋圆柱壳通常在周向布置肋骨来提高其稳定性,在深水压力作用下,肋骨发生侧向失稳的可能性加大,进而影响环肋圆柱壳的整体稳定性。在理论分析的基础上,采用有限元法对环肋圆柱壳进行在静水压力和轴向压力作用下的特征屈曲分析,研究肋骨侧向失稳的屈曲特征,得到肋骨侧向失稳的判别方法,为工程设计提供参考。     

基于灵敏度分析的环肋圆柱壳结构优化

针对环肋圆柱壳结构强度和稳定性(包含肋骨侧向稳定性),引入新的灵敏度计算方法,开展了几何参数的灵敏度分析,获取了主要影响参数;给出了考虑肋骨侧向稳定性后的材料利用率计算公式后,在结构满足强度和稳定性要求的条件下,以重量最轻、材料利用率最高为优化目标建立了优化数学模型。采用多目标遗传算法对结构在考虑肋骨侧向稳定性后进行了优化。结果表明,这种灵敏度计算方法具有良好的可靠性,基于灵敏度分析的结构优化的方案具有显著的可行性、高效性。     

船舶甲板分段纵骨焊接变形和残余应力数值模拟

基于非线性分析软件Abaqus,采用顺序耦合的热弹塑性有限元方法研究典型船舶甲板分段纵骨焊接的变形与残余应力问题。焊接过程中的温度场分析采用具有截面积分shell单元的shell/solid模型,移动热源为高斯分布与均匀体组合热源,材料考虑应变随温度变化的特性。通过与T型接头焊接实验结果对比,验证了方法的可靠性。在此基础上,计算分析了甲板分段纵骨焊接的整体变形和局部板格变形,并讨论了外板纵向和横向焊接残余应力分布规律。     

环向加肋对充液圆柱壳振动特性的影响分析

文章研究了环向加肋对充液圆柱壳耦合振动的影响。基于Love壳体理论,考虑壳体内部完全充液,采用波动法建立充液环肋圆柱壳耦合振动的频率特征方程,得到了不同边界条件下的耦合频率值。通过与已有文献数据对比,验证了文中研究方法的有效性和正确性。最后通过算例,分析了环肋参数对充液圆柱壳结构耦合振动的影响。结果表明,肋骨尺寸、数目的增加,对充液圆柱壳振动频率的提升影响明显,而内、外加肋形式所产生的影响则相对有限;肋骨对频率的影响主要表现在周向波数较大时;肋骨高度变化对耦合振动频率的影响更明显。     

基于多目标遗传算法的约束阻尼柱壳结构优化

文章为了改进被动约束阻尼柱壳结构的减振特性,解决引入约束阻尼的合理分布问题,提出了一种基于多目标遗传算法的优化设计方法。建立了以振动模态的前两阶损耗因子和引入约束阻尼材料总质量比为优化目标,以约束层、阻尼层厚度和粘弹性材料剪切模量为设计变量的多目标函数。利用遗传算法对 Pareto 最优进行优化选择,避免了对目标函数值的直接计算。通过分析和比较优化前后结构的模态振动频率变化以及幅频响应,表明引入质量太多会影响柱壳结构固有特性,而优化后结构能够避免太多的质量引入,并且具有更好的减振效果。     

流体域特性对流固耦合振动计算的影响

船舶结构的水下振动预报一直受到广泛的重视,计算机技术的发展使得有限元法成为求解复杂船舶结构流振耦合振动的有效方法。本文基于船体结构与周围流体介质的耦合作用建立典型圆柱壳流固耦合振动计算的有限元模型,重点分析流体域边界处理方式、流体域形状、流体域范围对耦合振动计算结果的影响,提出合理的流体域建模方法。同时分析流体网格控制方式对于耦合振动计算的影响,为水下结构物耦合振动分析提供参考。     

材料性能对薄板成型影响的研究

在薄板成型过程中，材料的性能对成型过程影响很大，阐述了采用ＬＳ－ＤＹＮＡ３Ｄ中Ｈｕｇｈｅｓ－Ｌｉｕ壳理论，Ｈｉｌｌ各向异性屈服函数有限元数值模拟的过程，在方盒拉伸过程中，计算了二种不同材料－０８Ａｌ和０８Ｆ在完全相同条件下拉探成型的结果，这些结果表明，在分析薄板成型过程中ＬＳ－ＤＹＮＡ３Ｄ是一个极有效的工具。     

蝴蝶拱桥的有限元分析及模型试验研究

蝴蝶拱桥是一种新型空间组合拱桥，设计巧妙独特，外型美观。为全面分析其力学行为，建立了空间杆系和板壳有限元分析模型。给出了该桥控制截面在几个主要荷载工况下的变形和应变值；为验证计算理论的合理与准确性，确保该桥的安全与可靠性，进行了1／10模型试验，并将理论计算值与实侧值进行了比较，为该桥的设计与施工提出了有意义的建议。