浅水高速船舶引起的波浪和压力场研究

基于浅水兴波理论,在线性条件下对高速薄船引起的兴波和水底压力变化进行了计算.研制了表面波和水底压力联合测量系统,对船模引起的波浪和压力场进行了测量和分析.通过计算和实验结果的比较,明确了理论模型的适用范围.     

裂纹尖端塑性区三维有限元分析

裂纹尖端塑性区的大小与其三维约束状态有关,而三维约束状态不仅与板厚还与外载荷、材料性质有关.因此不论是薄板还是厚板,用平面应力或者平面应变来模拟其状态都有局限性.现阶段对于三维约束状态下的裂纹还没有一个公认的可以准确计算塑性区大小的公式.文章用有限元对小范围屈服下,含Ⅰ型中心穿透裂纹板裂纹尖端的三维塑性区进行了研究,分析了硬化指数、屈服强度以及泊松比对塑性区大小的影响.计算从平面应力逐渐过渡到平面应变,结果与现有理论的预测结果进行比较,进而给出了一个计算裂纹尖端塑性区大小的计算公式.     

鼠笼式拖动电机变极调速原理及分析

三相异步鼠笼式电机具有构造简单,工作可靠性高的优点,因而在船舶电力拖动系统中应用很广泛,其调速主要采用变极调速法。本文通过介绍常用变极调速应用原理及分析,得出各变极调速的性能特点,从而为我们根据实际工作情况和电动机的运行特点选择合适的变极调速法提供了依据。     

A robust non-Hertzian contact method for wheel–rail normal contact analysis

A modified Kik–Piotrowski (MKP) model is proposed in this paper for an accurate and robust calculation of wheel–rail normal contact problem. The presented method is able to consider the relationship between the elastic deformation of a line and the normal pressure distribution within the contact patch. A novel shape correction method is put forward to correctly describe the elastic deformation of the contact patch. Taking the results estimated by Kalker’s variational method and Kik–Piotrowski method as references, the proposed method is validated by three contact cases, including the assumed standardised non-Hertzian contact and the two-point contact, as well as the contact behaviours based on three actual wheel–rail profiles. The simulation results indicate that, compared with Kik–Piotrowski method, the proposed MKP method achieves better agreement with Kalker’s variational method. Moreover, the MKP method can avoid the abrupt change of wheel–rail normal force due to the sudden transfer of the contact point, which contributes to a better computational stability.     

考虑结构面黏聚力损伤变化的洞室块体稳定分析

为研究隧道开挖过程中临空面块体的稳定情况,进一步探究在其结构面具有胶结强度情况下块体的稳定性,运用黏聚力模型模拟具有填充和胶结的结构面的抗拉强度和黏聚强度,以及相应的滑移和脱开行为。选取甘肃北山某典型花岗岩研究区域搜索出的块体,以及获得的结构面参数区间,分4种方案研究块体的稳定性,同时考虑初始地应力、开挖诱导的二次地应力等因素的影响。方案1赋予抗拉强度和黏聚强度一个很小的数值,从而可以分析块体仅受结构面摩擦应力影响下的稳定性;方案2、3、4分别考虑不同位置的块体可能的失稳情况,通过调整不同块体结构面的抗拉强度和黏聚强度,分析块体稳定性。分析结果表明： 黏聚力模型能较好地模拟具有填充和胶结的结构面的抗拉强度和黏聚强度,并且能模拟结构面的滑移和脱开行为,可作为块体稳定性分析计算的工具;此外,也为模拟胶结结构面损伤随时间的渐进性发展提供一个新思路。     

枢纽扩建船闸工程上游设计最低通航水位的确定

上游设计最低通航水位是船闸工程建设的关键技术参数之一,直接影响船闸使用性能、投资和工期。针对已建枢纽扩建船闸工程上游设计最低通航水位取值的问题,根据株洲枢纽实测水位,进行枢纽实际最低运行水位和保证率水位的分析,对不同特征水位时二线船闸工程投资情况、一线船闸运行情况及渠化梯级间水位衔接情况进行论述,采用模型试验验证和测算投资比较的方法,得出株洲二线船闸上游设计最低通航水位宜采用38. 3 m的结论。该研究方法对山区、丘陵区枢纽扩建船闸工程具有借鉴意义。     

长江中下游顺直河道水流冲刷引发崩岸的模拟试验

长江中下游河道水流冲刷引发崩岸的频次较多、危害巨大。为探究顺直河道中此类崩岸引发的过程机理,借助模拟试验展开观测和分析。崩岸过程中主要存在5种不同运动特征的水流,崩岸前后近水面附近形成的月牙形沙波可能是崩岸过程中重要的水下输沙载体,促进崩岸的持续发生,甚至促进崩岸形成。通过岸坡守护试验验证,并从防治崩岸的工程角度出发,相比于坡趾区域,近水面附近坡面的守护更能达到防治崩岸的目的,同时也应合理守护坡趾区域,避免该区域持续不断地侵蚀对远期岸坡的不利影响。     

水下基床自动化整平装备的研发与应用

长江南京以下12. 5 m深水航道二期工程仪征水道整治工程基床整平具有水深、流速大、能见度低、工程量小的特点,现有的整平方法无法满足施工要求。自主研发水下基床自动化整平装备,通过总体结构设计、自动化整平控制系统研发、自动化整平施工工艺研究和工程应用,实现复杂水文环境下水下基床自动化整平施工。该装备整平精度高、施工效率高、综合成本低,具有广泛的应用前景。     

孤立波与直立透空防波堤相互作用的解析研究

在一定条件下浅水波可能以孤立波形态与近岸防波堤发生相互作用。针对这一现象,应用特征函数展开法,推导了斜入射孤立波作用下有限厚度直立透空防波堤的反射与透射波浪场的解析积分解,并据此计算了作用于防波堤的孤立波波浪力以及孤立波反射与透射波面,相关结果具有一定的理论与实用价值。计算结果表明:孤立波入射角、海况条件、防波堤表面透空系数以及孤立波特征参数等因素变化对波浪作用均有一定影响。与相同浅水条件下的Airy微幅波理论结果相比,孤立波理论对波浪载荷与最大波面的预测值明显更大,反映了浅水波的非线性效应,同时说明在一定的浅水条件下采用孤立波模型将更为合理可靠。     

低碳型集装箱港区港内道路规划方案优选

合理的港内道路路网结构及交通组织是集装箱港口作业效率提升以及节能减排的重要保证。提出利用集装箱港区生产作业智能体微观交通仿真模型模拟集装箱生产作业流程,并以集装箱港口服务水平和集卡日均碳排放成本作为指标,优选低碳型集装箱港区港内道路规划方案。应用实例表明,集装箱港区生产作业智能体微观交通仿真模型可有效模拟港内作业过程,通过对比分析不同道路规划方案下的评价指标,得到最优的港内道路规划方案,为港区道路规划与设计提供参考。