考虑初始缺陷的结构非线性屈曲分析与应用

在船舶结构领域,考虑初始缺陷的非线性结构分析已越来越受到重视,并逐渐引向工程实际应用。在国际船级社协会的共同结构规范(IACS-CSR)和国际海事组织的目标型标准(IMO-GBS)的有关技术文件中,均明确规定了非线性屈曲失效模式中应考虑初始缺陷因素。作者以著名的高级非线性分析软件MSC/Marc为计算分析手段,对初始缺陷结构非线性屈曲分析方法中主要因素影响的敏感性进行了研究,其中涉及深入的探索工作,并提出该类分析工作的规范性准则。     

轴压柱形壳非线性屈曲试验与理论研究

本文研究了轴压不锈钢柱形壳的非线性屈曲行为.通过轴向压缩试验,获得柱壳的载荷位移曲线、失稳载荷、最终失稳模式;在此基础上,采用弧长法对试验壳体进行非线性屈曲计算,分析平衡曲线、临界载荷、临界屈曲和后屈曲模式等非线性屈曲行为,并与试验结果作对比研究.结果表明:在柱形壳受轴压而发生弹塑性屈曲时,端部长度缺陷会在轴压初期降低柱形壳的承载力从而影响临界屈曲载荷,且高度越小时,柱形壳越容易在两端发生形变.但是总体来看,发生塑性屈曲时,端部长度缺陷对临界载荷影响很小.     

有初始缺陷的圆柱壳受径向冲击载荷的轴对称弹塑性动态屈曲

应用变分法推导出动力屈曲方程,借助数值方法求解方程,分析初始缺陷的幅值和初始缺陷的分布形式对弹塑性动态屈曲的影响.     

含缺陷海底管道横向屈曲理论研究

考虑了初始几何缺陷对管道屈曲临界载荷的影响,基于经典热屈曲理论,推导了平坦海床上裸铺管道横向屈曲临界载荷的理论公式,给出了无限远处管道轴向力的计算公式及临界温度的计算公式。建立了平坦海床上裸铺管道的非线性有限元模型,并将有限元结果与解析结果进行了对比,验证了解析公式的合理性。     

加筋板屈曲和极限强度有限元计算方法研究

针对国际船级社协会双壳油船共同结构规范中加筋板屈吐和极限强度的计算要求,介绍了其技术背景和国内外相关研究现状,并通过分析各种因素对加筋板屈曲和极限强度的影响,研究国外相关技术文献,提出了一套完整的加强筋屈曲和极限强度有限元计算方法。与共同结构规范中要求的对标数据进行对比,验证了该方法的正确性。     

材料衍生比例定律的建立及其在结构屈曲断裂非线性失效中的应用

基于应变能定理和切线模量理论的内涵,研究应力应变曲线非线性阶段的实际应力和满足比例关系的线性应力之间的关系,可以得到不受比例极限限制的材料衍生比例定律.文中重点讨论该定律的建立过程,并引用大深度潜器耐压球壳弹塑性失稳进行了例证,最后说明该定律用于计算弹塑性断裂的方法以及与各断裂度量的关系.实例表明,结构非线性失效问题可以用衍生比例定律得到较好的解决.     

筒形基础屈曲强度及非线性有限元分析

为解决筒基屈曲强度的问题,使筒形基础得到更好发展,通过非线性有限元方法对于筒基的临界屈曲强度进行了分析,并结合工程实践对屈曲问题出现的原因进行了探讨,为日后此类问题的解决提供了宝贵的经验。     

大跨度板架屈曲分析的非线性有限元法

大跨度板架作为客滚船、登陆舰等大型船舶的重要结构,其屈曲强度是船舶设计阶段需重点关注的。为了开发实用的屈曲强度分析方法,采用大跨度板架的等效简化结构,应用特征值屈曲分析,寻找结构在线弹性范围内的失稳临界点;采用ABAQUS/Explicit非线性有限元方法(NFEM)、考虑非线性因素,给出大跨度板架屈曲强度分析的理论及破坏分析的一般步骤。分析结果表明:采用简化的梁系结构,应用非线性有限元方法可方便地分析大跨度板架的屈曲问题。     

基于材料非线性海上风力发电机塔架屈曲分析

塔架结构是海上风力发电机组的支撑结构,其设计水平直接影响设备的安全性和经济性。风力发电机组塔架高度多在90 m～110 m,作为典型的细长薄壳圆柱结构,屈曲稳定性为塔架设计的主要限制条件。通过有限元数值模拟LBA/MNA分析方法,对海上风力发电机组塔架设备临界屈曲载荷进行计算和分析。通过与EN1993-1-6中基于薄膜应力理论的传统工程算法对比表明：由于塔架的材料非线性特性存在,基于有限元的数值模拟屈曲分析方法结果比传统的工程算法更接近于实际情况,且经济性较优,可为塔架结构的屈曲优化提供方向。     

受冲薄壁圆管动态渐进屈曲的非线性有限元分析

采用非线性有限元方法,在经典刚塑性理论的基础上,考虑了材料非线性、大变形效应和应变率敏感性,对薄壁圆管的动态渐进屈曲过程进行了数值仿真.研究表明,利用非线性有限元数值仿真方法,可以对薄壁圆管动态渐进屈曲这一复杂的力学过程进行真实有效的模拟再现.     

船体结构屈曲强度评估方法的规范研究及应用

论述了船舶结构规范中应用的结构屈曲强度评估方法的规范,如二维屈曲规范指定性要求,三维有限元模型中高级屈曲方法及其技术发展等。对其中的高级屈曲方法中的两种不同方法论的技术背景,包括理论基础和实际应用情况做了阐述,并对其中的非线性有限元加筋板格极限强度分析工作做了阐述,及时掌握目前国际领域新技术新标准发展信息。     

Y形坡口埋弧自动焊反面定位法应用

为了提高埋弧自动焊的焊接效率和质量,以某FPSO机舱分段平台板拼板的Y型坡口埋弧自动焊为例,采用反面定位焊接,对比传统的正面定位法和改进后的反面定位法,从定位焊要求、埋弧焊特性、碳刨特点和反变形控制等方面分析作业过程、工作量和利弊,结果表明,利用胎架进行拼板的Y形坡口埋弧自动焊采用反面定位法有一定的施工优势,埋弧自动焊...     

船舶圆弧过渡肘板节点的屈曲破坏研究

船体构件腹板在连接端部逐渐升高形成圆弧过渡肘板节点,较大的腹板尺寸导致其受弯时易出现屈曲破坏,从而影响船体结构的安全性。以典型圆弧过渡肘板连接的横梁-肋骨节点结构为研究对象,采用极限强度试验与非线性有限元模拟方法,研究肘板节点受弯时的破坏模式、极限载荷以及屈曲过程,讨论肘板臂长、圆弧半径、面板厚度对节点结构屈曲破坏的影响。结果显示:考虑初始缺陷的非线性有限元模拟结果与试验结果一致;根据肘板尺寸的不同,屈曲破坏的位置包括靠近肋骨的横梁腹板区域以及肘板与横梁过渡圆弧处的腹板区域;随着肘板臂长的增加,不同圆弧半径时节点的极限载荷均为先增大后趋于不变;随着圆弧半径的增加,肘板臂长较小的节点极限载荷缓慢上升,肘板臂长较大的节点极限载荷则近似呈线性增长趋势;面板厚度对极限载荷的影响较小,随着面板厚度的增加,极限载荷先缓慢增加后趋于不变。     

船用堆堆芯控制棒分布对围板/反射层不连续因子的影响分析

针对控制棒大距离移动时积分价值计算有较大误差的问题,分析发现船用反应堆围板/反射层节块的等效均匀化参数尤其是不连续因子受反应堆内控制棒的分布状态影响是导致误差的主要原因,通过引入二维围板/反射层等效均匀化参数计算方法详细计算不同棒态下围板/反射层的均匀化参数,最后经验算发现,能够使积分价值计算误差控制在2%以内。     

基于顶举法的船舶推进轴系负荷测试方法研究

船舶推进轴系负荷测试是轴系安装过程和检验过程中不可缺少的环节,通过有效的检验方法,检测中间轴承以及主机的主轴承所承受的实际负荷是否在理论计算允许的范围之内。本文介绍了基于顶举法的轴承负荷测量原理、测量过程和计算方法。经过实船数据的测量计算,并与应用电阻应变片法测量数据比较和分析,说明该方法在船舶推进轴系负荷测试的可行性和经济性。     

TIG电弧钎焊钎料液滴内部流场数值模拟及分析

在对TIG电弧钎焊过程中钎料液滴铺展、润湿试验研究的基础上,建立了钎料液滴在满足受重力、表面张力以及电弧压力等作用下的控制方程和边界条件,并将其转化为有限容积方程,最后利用PHOENICS软件的SIMPLEST算法计算得出钎料液滴内部的流场行为,并通过与常规的TIG焊熔池的流场行为进行对比的方法进行了分析,以此来更好地理解钎料液滴自由表面的演化规律及其最终成型。     

高速电弧喷涂在船舶尾轴修复中的应用

以某推轮已磨损的左右尾轴轴颈修理为例,介绍了采用热喷涂技术修理尾轴时涂层制备方法及涂层材料的选择、涂层厚度的确定、热喷涂主要工艺过程及涂层加工等有关技术问题。该方法具有可靠、快速、经济的优点,可供修理船舶尾轴等轴类零件的维修人员参考。     

锚绞机齿轮啮合性能有限元分析

为了研究锚绞机传动齿轮的啮合性能,利用非线性有限元法对轮齿沿齿宽和齿高方向的载荷分配规律、轮齿在啮合过程中综合啮合刚度变化规律进行了分析.结果表明:轮齿沿齿宽和齿高方向的载荷分布是不均匀的,啮合刚度呈现周期性变化.同时说明有限元法可以准确的分析齿轮的啮合规律,为提高锚绞机齿轮的承载能力、寿命、动态性能提供了可靠的设计依据.     

基于NL法的水平受荷桩非线性有限元分析

NL法是在总结国内外多种计算方法的基础上，依据大量桩基水平静载荷实测资料提出的一种新的桩基水平承载力非线性计算方法，并被港工桩基规范列为主要计算方法。但由于非线性计算的复杂性，因而限制了该方法的推广应用。通过将NL法与有限元法相结合，探讨了水平承载桩非线性受力特性分析的简捷、精确方法。该方法引入非线性弹簧模拟桩间土对桩单元的水平抗力，建立了基于NL法的桩土相互作用的接触非线性有限元模型。实例分析表明：计算结果与实测结果及规范中结果具有良好的一致性，可用来分析相似原理不能计算的问题，便于工程设计应用。     

用二阶弹性分析法计算油缸的稳定性问题

液压油缸是机械液压传动系统中的重要执行元件。本文对传统受压油缸稳定临界力的计算方法与二阶弹性分析法进行比较并举例说明,采用二阶弹性分析法进行屈曲分析更加准确,必将在今后油缸的设计和稳定性校核有广泛应用。