介绍船用原子动力

第一部份是介绍原子核反应器的基本概念,说明核反应的发现;中子射击的优点;铀-233及铀-238同位素在各种不同中子速度射击下的不同反应和结果;减速剂冷却剂控制棒和反射层的作用;链式反应的形成和控制。第二部份是介绍几种反应堆的类型,它们工作的简单原理和优缺点,是根据各国观在已经完成或正在设计试制的船用反应器的资料而写的。最后还介绍了用氦做冷却剂的反应器和氦气轮机作为船用动力装置的建议。     

含坑点腐蚀的壳体有限元方法

建立了坑点腐蚀壳板的分层模型(腐蚀层+完好层),求出了腐蚀层的等效材料常数(等效弹性模量和等效泊松比).开展了坑点腐蚀的应力集中分析,坑点腐蚀壳板的应力集中可分为薄膜应力集中和弯曲应力集中.以超参数壳元为基础推导了坑点腐蚀壳体单元,导出了坑点腐蚀壳体单元的刚度矩阵和等效结点载荷向量的有限元表达格式,单元刚度矩阵通过沿壳体厚度方向的分段积分求得,在积分时腐蚀层的材料常数取力学等效的材料常数,在计算单元等效结点载荷向量时考虑了由腐蚀引起的偏心载荷,在求解单元应力时考虑了坑点腐蚀应力集中的影响,并对应力进行了相应修正.     

含坑点腐蚀的壳体有限元方法

建立了坑点腐蚀壳板的分层模型(腐蚀层+完好层),求出了腐蚀层的等效材料常数(等效弹性模量和等效泊松比)。开展了坑点腐蚀的应力集中分析,坑点腐蚀壳板的应力集中可分为薄膜应力集中和弯曲应力集中。以超参数壳元为基础推导了坑点腐蚀壳体单元,导出了坑点腐蚀壳体单元的刚度矩阵和等效结点载荷向量的有限元表达格式,单元刚度矩阵通过沿壳体厚度方向的分段积分求得,在积分时腐蚀层的材料常数取力学等效的材料常数,在计算单元等效结点载荷向量时考虑了由腐蚀引起的偏心载荷,在求解单元应力时考虑了坑点腐蚀应力集中的影响,并对应力进行了相应修正。     

船体薄壁梁剖面特性参数计算方法

讨论船体薄壁梁剖面特性计算的4种主要方式，并以一个“标准”的船体剖面对采用各种计算方式得到的剖面特性参数的结果进行比较和分析，说明在大开口船舶弯扭组合强度计算分析中，采用等效板厚的方式引起的误差不大。     

基于统计能量法的船舶板架结构简化建模方法研究

统计能量法是解决复杂结构高频动力学问题的主要方法之一,限于其分析特性,过于细致化的建模会引发其计算量大、计算精度低等问题。针对典型的船体板架结构,提出基于统计能量法的船体板架结构简化建模方法,并结合数值计算加以验证。根据实际需求,提出简化建模的等效原则,给出多平板的简化建模方法;通过研究给出周期加筋板的简化建模方法;提出一种双层底结构的简化建模方法,并进行误差分析。     

加筋薄板简化方式对船体总振动影响的研究

以单向加筋板为主要研究对象,结合正交异性板理论和等效板厚理论提出了适用于振动分析的等效厚度正交异性板简化方法,并与常用的简化方法进行了比较。推导了3种简化方法下的加筋板固有频率的解析公式,并计算了四边简支单向加筋板固有频率。结果表明：本文提出的简化方法在求取单向加筋板低阶固有频率时计算结果与有限元结果前五阶误差在15%以内。文中应用该简化方法计算了一船体梁的固有频率,通过对船体梁甲板的加强筋结构进行简化,将模型总单元数降至原模型的27.6%,采用本文方法计算得到的船体梁垂向前三阶和扭转一阶振动频率优于传统的正交异性板简化方法,较原模型偏差在2.2%以内。说明等效厚度正交异性板简化方法在特定工程领域是可用的,且此法相较之前的方法有一定程度的改进,对相关研究和工程计算具有一定参考价值。     

水火弯板线变形和工艺参数关系数学建模研究

采用数值模拟技术获得帆形船体板纵向收缩成形的工艺参数与变形关系的数据,用统计回归方法进行了变形预测的建模和预报,对实际的船体板进行工艺参数计算并且和船厂相应的软件系统的结果进行对比,结果表明本文的回归模型生成的总体加热信息与船厂的计算结果的误差在误差允许范围内,本文回归模型提供的工艺参数是可行的。     

上层建筑压筋板条剖面特性计算与等效转换

为了计算上层建筑压筋板条的局部振动固有频率,根据典型压筋板条形状特征,推导计算压筋板条面积、惯性矩等剖面属性,将压筋板条当作两端简支梁计算其振动固有频率,避免发生共振。当板格跨度与压筋条间距相比较大时,能满足工程精度要求。采用有限元法预报船舶总振动固有频率和局部强迫振动响应,需要基于剖面特性等效原理,将计算得到的压筋板条剖面特征值等效转换为T型材加筋板,用于有限元建模。通过编写转换程序,从保证振动特性一致性角度考虑,保持转换前后的面积和惯性矩一致,取中和轴高度与原压筋板中和轴高度最接近的T型材作为等效替代。由于压筋板比传统加筋板生产制造更为便利,目前越来越多的大型船舶上层建筑内围壁采用压筋板的型式,研究成果可以为压筋板的设计和振动评估提供参考。     

加框板中频振动的等效阻抗灵敏度和响应变异性分析

等效阻抗是中频振动杂交方法中的关键问题.文中以加框板为例对中频振动分析中等效阻抗的灵敏度和等效阻抗的不确定性所引起的响应变异性进行了理论分析和数值计算.计算结果表明:板的振动模态和静定模态对等效阻抗的影响较大,等效阻抗的不确定性对板均方速度的影响较小.     

铝合金加筋板轮印载荷的简化等效模型

将轮印载荷等效处理为接触区域内的均布压力是目前大多数研究通常采用的方法,但简化的均布压力与实际的接触压力明显不同。基于此,本文以子午线轮胎-铝合金加筋板为研究对象,模拟现实中不同轮胎压载方式下产生的轮印载荷。基于能量法提出使用补偿系数β的圆形均布压力代替实际轮印载荷的等效简化方法,讨论不同加载工况、轮印位置、加筋板结构参数对补偿系数β的影响,最后通过具体的工况算例分别从加载区域、加筋板的最大应力值、加筋板上应力状态分布,验证均布加载补偿系数β的合理性。研究结果表明,本文提出的方法可以有效替代为轮印载荷的简化等效模型,并且与基于规范的计算相比,该方法的计算精度更高。本文提出的补偿系数β用于加筋板最大应力值的预测时,预测精度平均提升33.99%,对此类甲板设计以及强度计算有较好的实际工程应用价值。     

Riks弧长法在压杆非线性屈曲分析中的应用

为了得到单轴压缩杆件考虑几何非线性时的后屈曲特性,介绍Riks弧长法的基本原理,并以工字钢为例,说明Riks弧长法在压杆非线性屈曲分析中的应用.结果表明,考虑初始缺陷后,压杆的屈曲强度大大减小,且屈曲强度对缺陷因子极为敏感.该研究可为单轴压缩杆件的非线性屈曲分析提供参考.     

水下软体机械臂的设计及控制分析

针对机械臂在水下的复杂工作环境以及目前水下机械臂应用的受限性,提出一种线驱动软体机械臂,采用刚柔耦合的结构,利用电机驱动2根绳索,减少驱动单元,降低能耗,提高了机械臂的柔顺性,使其能够更好地适应水下复杂的工作环境和作业需求。同时,采用经典的Denavit-Hartenberg(D-H)建模思想结合克赛拉特杆理论(Cosserat rod theory)对其进行运动学分析。在现有软体机械臂控制方法上,设计试验平台,采用尖顶从动的控制方式检测误差并进行分析,验证了重力因素对软体机械臂控制精度的影响,为软体机械臂在水下应用的控制策略提供参考。     

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。     

大体积混凝土止浆垫块及拉杆装置在龙溪口航电枢纽中的应用

在船闸工程大体积混凝土施工过程中，常使用高大模板，为保证模板的稳固，增加其安全性，现场施工中往往采用斜拉杆对模板加固，并使用发泡剂或者缠绕胶带等进行止浆，然而这种传统的方法往往存在工序复杂、止浆效果不佳、拆模后混凝土外观质量差等缺点。为解决该问题，采用一种基于大体积混凝土高大模板施工的弹性材质止浆垫块，并辅以端头带螺纹的拉杆装置，可有效防止混凝土浆液渗漏，还可为拉杆预留保护层以防止锈蚀。该止浆垫块在现场施工的应用取得了较好成效，在提升施工质量及效率的同时，较大程度改善了混凝土表面外观，可为类似工程的大体积混凝土施工止浆提供参考。     

大功率低速柴油机活塞杆杆身激光淬火应用研究

激光淬火是一种节能、高效、精密的表面淬火技术,采用该技术替代活塞杆加工中传统的表面热处理工艺,研究分析杆身表面硬度分布、硬化层深度变化、表面及几何精度变化等规律,找出符合设计规范的激光表面淬火处理参数,以及活塞杆在制造过程中应用此工艺的可行性。试验研究结果表明：活塞杆激光淬火后表面硬度、有效硬化层深度被大大提高,应用后不需进行应力热处理,减少了加工工序,节约了场地,降低了能耗,减少了污染排放,大大降低了成本。     

舰船液压起重机波浪补偿消摆控制技术研究

舰船上的液压起重机工作在动态颠簸过程中,很容易受到波浪的影响造成摇摆。为此提出一种小区域分区进化算法来解决舰船液压起重机波浪补偿消摆控制问题。在控制算法中引入排挤因子,利用控制数据中的相互约束作用形成小的控制单元,以此来提高收敛的速度,维持控制过程的快速性,保证控制精度。实验表明,这种方法能够有效解决舰船液压起重机波浪补偿消摆控制问题,保证了船舶机械自动控制的准确性。     

基于强度折减法的镇压层对海堤稳定性的影响

镇压层对软土地基上海堤稳定性提升具有重要作用,但其宽度、厚度的选择大多凭经验公式以及极限平衡法进行选择和计算。基于强度折减法,利用ABAQUS有限元软件对镇压层的宽度、厚度与海堤安全系数之间关系进行研究。首先介绍强度折减法的基本原理,之后建立相关海堤模型。将镇压层宽度及厚度以线荷载宽度及大小的形式添加到模型中,以数值计算收敛与否作为评价标准计算得到安全系数以及潜在滑动面。从滑动面角度分析安全系数与镇压层宽度变化的原因。结果表明:海堤稳定性与镇压层宽厚及厚度成正比关系,且宽度超过一定值后,安全系数以及滑动面均不再发生改变。     

板桩码头施工中拉杆初始张拉力的控制

在大批拉杆施工前,通过对现场少量拉杆拉力、扳手扭矩的试验检测,建立拉杆拉力、扳手扭矩之间的相关关系。拉杆拉力、扳手扭矩的试验检测结果表明,在测力扳手施加到325 N.m的力矩时,拉杆拉力已超过50 kN的设计要求。考虑到拉杆在旋紧螺母后存在缓冲效应等导致拉杆张力损失的一些不利因素,建议拉杆张拉施工时,测力扳手施加力矩控制在350 N.m左右。     

船闸人字门背拉杆预应力调试工艺研究

讨论了人字闸门的工作特点,及不同背拉杆布置形式的预应力加力方法,并分析当船闸个体尺寸、结构形式不同时,随着背拉杆预应力分配关系以及预应力对闸门门形改变的数理关系不同时,背拉杆预应力调试方法。新方法的技术经济效益显著。     

分项系数法在连杆结构可靠性设计中的应用

分析连杆在柴油机运转过程中的受力情况,阐明分项系数法在连杆结构可靠性设计中的适用性,并通过计算和比较得出该方法在连杆结构可靠性设计中的合理性,拓展分项系数法的应用范围,对类似部件的结构可靠性设计有一定的借鉴意义。