趸船引桥结构强度有限元计算及结构改进方案研究

以某趸船引桥结构为研究对象,在两种载荷状态下对引桥结构强度进行有限元直接计算,在此基础上,就引桥连接方式以及车辆行进方式做了两组对比研究并得到相关结论。最后,就结构强度计算中发现的问题提出结构改进方案并进行效果验证,希望可以为此类结构的设计和使用提供参考。     

Research on the dynamic buckling of a typical deck grillage structure subjected to in-plane impact Load

The dynamic buckling of the main deck grillage would result in the total collapse of the ship hull subjected to a far-filed underwater explosion. This dynamic buckling is mainly due to the dynamic moment of the ship hull when the ship hull experiences a sudden movement under impact load from the explosion. In order to investigate the ultimate strength of a typical deck grillage under quasi-static and dynamic in-plane compressive load, a structure model, in which the real constrained condition of the deck grillage was taken into consideration, was designed and manufactured. The quasi-static ultimate strength and damage mode of the deck grillage under in-plane compressive load was experimentally investigated. The Finite Element Method (FEM) was employed to predict the ultimate strength of the deck grillage subjected to quasi-static in-plane compressive load, and was validated by comparing the results from experimental tests and numerical simulations. In addition, the numerical simulations of dynamic buckling of the same model under in-plane impact load was performed, in which the influences of the load amplitude and the frequency of dynamic impact load, as well as the initial stress and deflection induced by wave load on the ultimate strength and failure mode were investigated. The results show that the dynamic buckling mode is quite different from the failure mode of the structure subjected to quasi-static in-plane compressive load. The displacements of deck edge in the vertical direction and the axial displacements are getting larger with the decrease of impact frequency. Besides, it is found that the dynamic buckling strength roughly linearly decreased with the increase of initial proportion of the static ultimate strength P₀. The conclusions drawn from the researches of this paper would help better designing of the ship structure under impact loads.     

“强基薄面”理念在公路工程建设中的应用

"强基薄面"理念是公路建设的一项新技术,是对路面结构建设的革新,其特点是通过冲击压实增强路基强度,提高路基结构稳定性,从而使路面结构层厚度减薄。水泥乳化沥青碎石结构层的引入实现由半刚性到半柔性再到柔性的良好过渡。减少半刚性基层裂缝反射到路面面层,加强了基层的路用性能。橡胶沥青碎石应力吸收层可以进一步阻止反射裂缝延长公路使用寿命,利用橡胶沥青混凝土铺筑的路面抗车辙、抵抗反射裂缝的能力更强,减少养护周期及养护费用,更节约环保。     

6S50MC-C柴油机活塞头的优化设计

基于活塞头-活塞环-缸套组合结构稳态传热得出的温度场和热流分布,分析增加振荡冷却孔深度和倒圆角对强度的影响,得出活塞头的温度场和应力分布。原设计结构最高温度为448.4℃,最大热应力和耦合应力分别为694MPa和677MPa,最大应力小于材料的许用应力。随着冷却孔深度的增加,活塞头的最高温度、最大热应力和耦合应力都降低,增加冷却孔深度可以有效的降低最高温度和最大应力。倒角可以有效的降低应力集中,选取倒角5.5mm为优化设计方案。     

大型油船破损状态下剩余强度评估及可靠性分析

本文基于CCS钢制船舶入级规范,研究了大型油船破损状态下的剩余极限强度及其可靠性。根据船舶在碰撞或搁浅事故中舷侧和船底受损位置及受损范围的不同,设定了多种受损模式,计算各模式下的剩余极限强度。进而引入剩余强度指标,验证了其与破损范围之间近似呈线性关系。最后,考虑船舶破损后结构能力的减弱和浮态变化引起的静水弯矩与波浪弯矩的变化的影响,计算了完整及各受损模式下的可靠性指标,确定了大型油船在不同破损模式下剩余极限强度与可靠性指标之间的近似线性关系。     

碳纤维复合材料避震塔强度性能多尺度优化设计

综合考虑机织复合材料成型及力学性能特点,设计了一体式结构3D机织碳纤维复合材料避震塔,并基于多尺度优化方法,综合考虑材料和结构参数,实现避震塔强度性能优化设计。为获取准确的仿真分析用材料参数,基于显微镜观测得到的机织参数建立多尺度预测模型。通过避震塔强度性能仿真分析与试验结果的对比,验证了考虑工艺过程影响的材料参数预测结果及结构性能仿真分析方法的正确性,与原高强钢避震塔相比,优化得到的3D机织碳纤维复合材料避震塔实现了50%的轻量化效果。     

沉井基础竖向承载特性的离心模型试验研究

基于离心模型试验对饱和砂土地基中沉井基础在竖向荷载作用下的承载特性进行研究,初步掌握地基极限承载力随基础埋深和基础宽度变化的规律,并对试验结果进行对比分析,结果表明:(1)基础埋深不大于5 m时,荷载-沉降曲线为陡降型,有明显的拐点出现,可取拐点对应的荷载作为极限承载力;基础埋深不小于10 m时,荷载-沉降曲线为缓变型,未出现明显的拐点,建议取相对沉降量(基础的实测沉降量与基础宽度的比值)对应的荷载作为极限承载力。(2)在均质地基环境中,极限承载力随基础相对埋深的增加近似呈指数型曲线增长。(3)进一步推求沉井基础极限承载力随基础宽度和相对埋深变化的函数表达式,其成果可用于估算砂土地基中沉井基础的地基极限承载力。     

三维有限元强度折减法在堤坝边坡稳定分析中的应用

文章针对二维有限元强度折减法的局限性，提出采用三维有限元强度折减法应用于边坡稳定分析，并结合某复杂地形的回填堤坝工程进行边坡稳定性评价。结果表明：对于复杂地形情况下边坡稳定计算，采用三维有限元强度折减法能反映工程的实际情况，计算结果是合理的。     

基于ADAMS与HyperWorks发动机前悬置支架的强度分析

利用Hypermesh生成发动机前悬置上支架的柔性体文件,在ADAMS中建立发动机前悬置的刚柔耦合的多体动力学模型,并输出载荷。运用惯性释放法分别研究了在垂直冲击、转弯、制动、倒车四种工况下前悬置上支架的强度,验证前悬置支架是否满足强度设计要求以及方案的可行性,对新产品的设计和开发有一定的指导作用。     

商用车平衡轴壳有限元分析

汽车悬架是衔接车桥与车架,保证车辆正常平稳行驶的系统,属于汽车的关键总成。平衡悬架中的平衡轴壳作为板簧的承载机构和载荷传递机构,在设计中对其强度及变形有较高的要求。基于某型车平衡悬架的平衡轴壳进行了静强度分析,基于分析结果给出了改进建议及结论。