弯剪扭组合作用下船舯结构极限承载能力计算的两步法研究

提出了一种基于一跨模型的弯剪扭组合作用下船舯结构极限承载能力的非线性有限元计算的两步法。应用所提方法进行了YOSHITERU T的集装箱船和OSTAPENKO A的箱形梁在弯剪扭组合作用下极限承载能力的计算。通过与试验结果以及其他有限元模型结果比对,验证了文中所提方法的有效性和准确性。     

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。     

超大舱口集装箱船舱口围板的强度分析及连续性的处理

本文以４０００ＴＥＵ级巴拿马型集装箱船为基础，采用计算和比较方法，通过对超大舱口集装箱船纵向连续舱口围板在弯扭时的受力与变形特性及其在船体梁弯扭中的作用分析，结合纵向舱口围板高度变化对船中剖面模数影响的统计分析，提出超大舱口集装箱船舱口围板结构形式及连续性处理方法。     

超大型集装箱船载荷响应特性的数值研究

相比于散货船、油船等,超大型集装箱船的船体弹性效应,特别是弯扭耦合效应十分明显,本文主要研究弹性效应对目标船所受波浪载荷数值计算结果的影响。本文分别采用了有限元法计算船体弯扭耦合模态和迁移矩阵法计算弯扭不耦合模态。本文基于三维水弹性理论在考虑弯扭耦合效应的条件下,计算分析1艘2万箱级超大型集装箱船的载荷响应特性,并把计算结果和基于刚体假设的载荷计算结果进行对比。本文在不考虑船体弯扭耦合模态下,计算目标船的波浪载荷,并把其与考虑弯扭耦合效应下的结果进行对比。最终得出在计算超大型集装箱船波浪载荷时,弹性效应和弯扭耦合现象不可忽略的结论。     

非对称梁强度近似计算方法

船舶结构中,弯扭变形对于承受横向荷重的非对称梁强度影响往往不能忽略。本文引用扭转时腹板与壳板产生弯曲变形以及弯心位于壳板平面内的假定,应用薄壁杆件理论求得剪心、扇性面积和翼板惯性矩,以及翼板位移的近似式,将翼板当作弹性基础梁,立出翼板的微分方程,推导出在横向荷重作用下腹板与平板斜交的非对称梁强度近似计算方法。从试验和计算的结果可见,弯扭变形对强度影响很大,由此变形所引起的附加应力约为一般弯曲应力的30～120％。计算结果与计算结果基本一致,表明计算方法基本可靠。最后对结构型式提出建议。     

集装箱船弯扭耦合振动分析

本文基于薄壁结构力学基本理论，提出了一种适合于大开口集装箱船弯扭耦合振动分析的薄壁梁有限元模型。该模型考虑了翘曲、剪切及剖面转动的影响，以及货舱大开口和抗扭箱（甲板梁）引起的结构不连续性。其例中，计算结果与三维有限元分析结果、模型试验结果相当吻合，而薄壁梁有限元的计算效率要高得多，算例还表明抗扭箱（甲板梁）对提高集装箱船的抗扭刚度有十分重要的意义。     

润滑耦合下冲击引起的轴系弯扭振动特性分析

船舶推进轴系的弯扭振动与支承轴承的润滑油膜相互耦合,互相影响。文中给出了轴承的润滑方程及润滑与弯扭振动耦合的运动方程,通过数值计算,研究了润滑油粘度对轴系振动的影响。从计算的结果可知:在冲击载荷的作用下,弯扭振动响应随粘度增大而减弱,振幅衰减加快,冲击作用对轴系振动干扰时间缩短。同时,润滑粘度愈低,弯扭耦合性愈强,振幅改变愈大,互激励愈明显,而在高粘度条件下,轴系的弯扭耦合性减弱,扭转振动受冲击载荷的影响不明显,而弯曲振动受冲击载荷的影响明显存在。     

迁移矩阵法在船体弯扭耦合振动分析中的应用

本文讨论了迁移矩阵法计算大开口船舶弯扭耦合振动问题，导出了多种点迁移和场迁移矩阵，并作了集装箱船的弯扭耦合振动分析。计算表明：用迁移矩阵法分析大开口船舶的弯扭耦合振动具有占用内存少、数据准备简单等优点。     

润滑耦合下冲击引起的轴系弯扭振动特性分析

船舶推进轴系的弯扭振动与支承轴承的润滑油膜相互耦合,互相影响.文中给出了轴承的润滑方程及润滑与弯扭振动耦合的运动方程,通过数值计算,研究了润滑油粘度对轴系振动的影响.从计算的结果可知:在冲击载荷的作用下,弯扭振动响应随粘度增大而减弱,振幅衰减加快,冲击作用对轴系振动干扰时间缩短.同时,润滑粘度愈低,弯扭耦合性愈强,振幅改变愈大,互激励愈明显,而在高粘度条件下,轴系的弯扭耦合性减弱,扭转振动受冲击载荷的影响不明显,而弯曲振动受冲击载荷的影响明显存在.     

大开口船弯扭耦合振动分析

本文探讨了用计及剪切和翘曲影响的薄壁梁有限元方法来计算大开口船弯扭耦合振动的特性,导出了抗扭箱对增加船体扭转附加刚度的计算公式,并作了数值计算和实验研究。按本文方法编制的计算程序,除能进行弯扭耦合振动分析外,还能计算垂向或水平扳动以及扭转振动。     

大型集装箱船弯扭总纵强度分析方法研究

薄壁梁理论的数值分析方法广泛应用于中小型集装箱船弯扭总纵强度分析,然而其对于具有大量复杂台阶结构的大型集装箱船的适用性有待进一步验证。为解决此问题,本文提出了整船三维有限元弯扭翘曲应力计算方法,通过建立节点力平衡方程,实现规范设计弯矩和扭矩加载,计算船体翘曲变形时的正应力。通过实船计算,整船三维有限元翘曲应力计算结果与薄壁梁理论数值分析法计算的翘曲应力吻合较好,从而验证了本文的计算方法和薄壁梁理论的数值分析方法均可适用于大型集装箱船弯扭总纵强度分析。     

考虑弯扭强度和频率约束的集装箱船中剖面优化设计

结合CCS规范和薄壁杆件理论,建立了考虑弯扭强度和频率约束的集装箱船中剖面优化设计的模型,考虑到中剖面优化设计中的设计变量为连续和离散的混合变量,利用isight中集成的自适应模拟退火算法,建立了巴拿马型集装箱船中剖面优化设计系统,并对3100TEU集装箱船中剖面进行了优化设计,取得了合理的结果.     

船舶在波浪中的水平弯曲——扭转耦合响应水弹性分析

本文以二维反对称水弹性理论分析了大开口船体结构的弯扭耦合响应。分析中船体结构简化为Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁,流体的作用以切片理论来考虑。计算结果和模型试验结果吻合良好,这为大开口船舶的弯扭耦合分析提供了有效简便的计算方法。     

大开口船舶弯扭组合强度计算方法及分析

在对多艘集装箱船进行弯扭组合强度计算实践的基础上,通过算例提出1套准确易行的大开口船舶 弯扭组合应力的计算方法和计算步骤,并总结了大开口船舶扭转翘曲应力的分布规律,对船舶的设计和建造过 程中合理保证船舶总纵强度和扭转强度提供了有益的建议。     

有双壳构造的大开口船体剖面扭转强度分析

本文用解析法分析了有双壳构造的大开口船体剖面的扭转强度。对开式和闭式薄壁剖面都以ω=∫(P—)dA来定义剖面上各点的扇性面积坐标(对开口剖面=0),因而可用以计算有开口薄壁和闭式薄壁构造组合的船体剖面的扭转特性。用BASIC语言编制了程序,可较准确地算出剖面的扭心、扇性惯性矩J_ω、纯扭转惯性矩J_k、对扭心的惯性矩I_p以及闭剖面限制扭转的有关参数和,并输出剖面上各点的扇性面积坐标ω_0和扇性面积静矩ω的分布。     

舰船用玻璃钢夹层结构设计基础

介绍了舰船玻璃钢夹层结构原材料(包括玻璃钢、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、胶合板、松木等)的基本性能.作者在进行了大量结构件试验的基础上,结合国内外已有之研究成果,提出了有关舰船玻璃钢夹层结构强度设计中的若干简明而实用的计算公式.局部强度设计包括:弯剪强度;骨材的弯曲强度;纵桁的剪切强度.总体强度设计包括:板的压缩稳定性计算(有面板皱曲失稳计算、芯子剪切弯曲失稳计算、胶合板芯子分层后失稳极限强度计算);舷侧夹层结构板和纵舱壁夹层结构板面内剪切计算;总纵弯曲和舯剖面模数计算.     

弯扭组合载荷下圆轴表面裂纹应力强度因子计算

传动轴往往承受弯扭组合载荷的作用,准确计算弯扭组合载荷下轴上半椭圆表面裂纹的应力强度因子对于传动轴的疲劳寿命预报来说十分重要。本文讨论了扭转载荷下裂纹前缘各点的Ⅱ、Ⅲ型应力强度因子计算和网格质量之间的关系,对扭转载荷下Ⅱ、Ⅲ型应力强度因子沿裂缝前缘的分布情况进行研究;并对弯扭组合载荷下轴上半椭圆表面裂纹的应力强度因子进行分析。结果显示在扭转载荷下裂纹最深点仅有Ⅲ型应力强度因子存在,沿裂纹前缘其他各点不仅存在Ⅲ型应力强度因子,还存在着不可忽视的Ⅱ型应力强度因子。弯扭组合载荷下的裂纹是Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹,且弯扭组合载荷下的表面裂纹各型应力强度因子可以视作分别施加弯曲和扭转载荷下同型应力强度因子的叠加。所得结论可为传动轴类构件疲劳寿命预报提供参考。     

鹦鹉洲接线工程立交匝道桥计算方法和设计要点

立交匝道桥由于其结构受力与直线桥存在差异,特别是由于弯扭耦合作用,其转矩通常比直线箱梁桥大。介绍了鹦鹉洲接线工程立交匝道桥的计算方法和特殊构造细节,如箱梁横隔板、抗扭钢筋、伸缩缝及支座选用布置等设计要点。     

风荷载效应作用下大矢跨比钢箱拱肋吊装过程稳定性分析

以伊克昭大桥大矢跨比钢箱拱肋吊装为工程背景,对1/2拱肋单吊点起吊方案吊点位置选取进行了对比分析,提出了较合理的单吊点位置方案;同时,针对不同的风荷载工况,对1/2拱肋起吊过程中拱肋的整体稳定性进行了有限元分析,结论表明：风速越大,拱肋整体稳定安全系数越小;随着风速增加,拱肋非线性特征逐渐明显,当风速达到一定数值时,拱肋将发生不同形式的失稳破坏。横向风荷载作用时,拱肋失稳以弯剪耦合为主;纵向风荷载作用下,拱肋失稳以弯扭耦合为主。     

水运工程灌注桩配筋中拉弯、压弯、斜截面受剪承载力计算优化

为解决水运规范方法在计算钢筋混凝土圆形构件正截面承载力使用时的不便,对比分析了不同规范的计算过程,同时给出了灌注桩的压弯,拉弯,斜截面受剪承载力的推荐计算参数,补充完善了查表法中常见桩基的计算参数,减轻了根据公式计算承载力的工程量。