浮式平台大直径钢管锚桩疲劳分析

针对浮式平台大直径钢管锚桩疲劳设计，研究了英国标准学会、法国船级社、美国材料试验学会以及挪威等国家的相关标准或规程，详细论述了锚桩疲劳分析理论、分析流程和疲劳设计分区。采用S-N曲线法计算焊缝等级C、D下的锚桩线性累积损伤，结果表明：增加钢筋混凝土芯柱、增大钢管桩壁厚以及提高焊缝等级能有效改善锚桩抗疲劳性能。研究成果可为钢管桩疲劳设计提供一定的参考。     

转向架构架载荷谱频域校准与建立方法

分析了时域内准静态载荷-应力传递关系, 以载荷间互谱密度的参数作为载荷耦合作用的表征量, 基于多轴频域疲劳基本理论推导了频域内等效应力的表达式; 得到了与多轴加载等效的分立载荷系的表达式; 为保证载荷谱计算损伤可以覆盖线路实测损伤, 以应力信号自功率谱密度的0阶谱矩作为表征损伤的参量, 约束载荷对测点损伤的贡献占比, 根据损伤一致性原则, 采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法进行载荷校准; 对国内某型地铁转向架构架进行线路测试, 获得了载荷和应力数据, 并进行了数据分析。研究结果表明: 载荷系中构架横向载荷的线路实测方差最大, 为5.08, 电机横向载荷方差最小, 为0.02;频域内考虑载荷耦合效应的损伤校准精度为1.08×10-5, 而采用时域分立谱的损伤校准精度为2.91×10-3, 频域法比时域法的校准精度提高了99.63%;频域内考虑耦合作用的载荷校准系数的综合调整倍数为31.81, 相比时域内采用分立谱校准系数的调整倍数下降了41.71%, 频域法的系数调整最大倍数为6.99, 时域法为15.68, 前者比后者降低了55.42%。可见: 频域内考虑载荷耦合作用的校准方法在误差精度上要优于时域内采用分立谱的校准方法; 频域法的系数调整比例的分散度低于时域法, 校准载荷更接近实测载荷, 校准结果可信度高; 由于校准过程中考虑了载荷间的关联性, 研究得到的载荷系可同时应用于试验台多轴加载以及仿真独立加载, 实现了2种加载方式的统一, 为构架载荷谱的建立方式提出了新思路。      

基于非线性超声的CL60车轮和U75V钢轨磨损检测方法

针对早期轮轨滚动磨损变化过程难以通过无损手段进行表征的问题，提出了非线性超声技术对不同磨损程度的CL60车轮与U75V钢轨试样进行检测评估；建立了基于轮轨试样表面磨损特征的Murnaghan模型，并利用非线性超声有限元仿真，通过塑性变形层厚度变化情况模拟不同程度的摩擦损伤，分析了其相对非线性系数变化规律及其产生原因。试验结果表明:轮轨的早期磨损会导致材料表面产生塑性变形层，随着塑性变形的加剧，材料损伤将以微裂纹为主，车轮角加速度越大，轮轨间相对滑动作用时间越短，塑性变形层越薄，且CL60车轮较U75V钢轨磨损程度更为严重；CL60车轮试样在车轮角加速度分别为10、250、1 500 r·min-2时，对应的相对非线性系数分别为12.19、8.43、5.68，U75V钢轨试样在车轮角加速度分别为10、250、1 500 r·min-2时，对应的相对非线性系数分别为7.57、6.09、5.04，与CL60车轮试样相比，U75V钢轨试样的相对非线性系数变化缓慢。可知，相对非线性系数与塑性变形层厚度呈正相关，微裂纹产生的非线性效应比塑性变形层更强，相对非线性系数增幅更大，因此，可通过材料的相对非线性系数变化判断材料的磨损阶段。      

基于材料韧性耗散的剩余寿命预测模型的对比分析及改进

将韧性耗散模型及其相关修正模型的公式推导过程进行对比,分析表明在变幅载荷作用下,相比于传统的损伤等效方法,考虑了载荷间相互作用效应的疲劳损伤等效法则更为合理.结果亦显示在前后两级加载的损伤等效过程中,应力比作为影响因素时,无论是放在系数上还是指数上,均可以有效地表征载荷间相互作用的影响.此外,在已有系数修正模型的基础上做了进一步改进,得到了更加简洁的寿命预测公式.通过典型材料试验数据的对比分析,验证了改进模型的有效性.     

LNG加注船液货舱区域温度场有限元分析

以6000m³ C型独立式液货舱液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)加注船为研究对象,利用Patran软件的热分析模块,使用有限元法对液货舱区域温度场进行数值模拟。计算过程主要考虑传导和对流,对计算模型加以合理简化,根据热力学理论计算出热对流换热系数,使用Patran软件建模并进行有限元计算,得出温度场。根据温度场分布,可确立钢材等级,为液货舱区域船体结构钢板的选材提供指导。     

船体曲型分段外板板架吊装工艺优化

针对曲型分段建造时外板板架的吊装、装配过程在传统吊装工艺存在局限性,以某散货船的曲型外板板架为例,探讨起吊设备对其脱胎、翻身、大组整个吊装过程中影响作业效率的因素。在传统吊装工艺的基础上,结合现场实际情况,优化并设计新的吊装方案,使船体曲型外板板架的吊装作业更加便捷、高效。     

船舶结构的搁浅数值仿真研究

文章用数值仿真法研究了船舶结构搁浅中的内部力学问题,分析了典型双层底结构的损伤变形、受力和能量耗散结果。研究表明,损伤变形集中于搁浅的区域,搁浅力学问题主要考虑局部的船体结构;肋板的存在显著地增加船底结构的抗搁浅能力,使礁石的垂向贯入量会略有减小;当纵桁远离搁浅区域时,它的吸能能力无法发挥,抗搁浅作用明显削弱。     

基于迁移学习的桥墩结构损伤识别方法

提出一种深度学习的桥墩结构损伤识别方法,该方法通过迁移学习(TL)将源模型的权重和参数转移到目标模型上,加快深度模型的训练速度、提升模型损伤识别精度。使用连续小波变换将振动信号转换成时频图作为深度模型的输入,构建可识别砼结构损伤的深度模型,该模型的固定部分使用源模型的权重和参数,非固定部分的权重和参数使用新的数据训练得到;通过试验及仿真对该模型的有效性进行验证,试验方面使用砼桥梁在有损伤和无损伤时的振动信号,仿真采用ABAQUS/CAE建立砼塑性损伤识别模型(CDP)并采集振动信号;将文中方法与从零开始训练的深度卷积神经网络(CNN)及支持向量机(SVM)方法进行对比,文中方法在试验数据上的识别精度达99.1%,在仿真数据上的精度达100%,相对于传统识别方法,该方法可提高损伤识别精度和模型训练速度。     

轿车-自行车事故中骑车人头部损伤的影响因素研究EI北大核心CSCD

为探究轿车-自行车事故中骑车人的骑行姿态对其头部损伤的影响规律,首先采用PC-Crash软件建立自行车、骑车人和轿车模型,进行4组不同背角范围的仿真并分析骑车人骑行姿态对头部损伤的影响。接着,从中国交通事故深入研究(CIDAS)数据库中挑选出79例轿车-自行车事故,用于分析实际案例中坐姿对头部动力学响应的影响。最后,通过多项式拟合,建立了在4个姿态分组下,头部碰撞速度、绕转距离和损伤程度与车速之间关系的数学模型。结果表明:骑车人头部的损伤程度随轿车碰撞速度的升高而增大,但随骑车人的背角的增大而减小。