有限子单元方法在船舶结构弹塑性分析中的应用

本文在平板结构有限单元离散数值计算的基础上,引入了层板子单元模型,也即对每一平板单元沿板厚再加以离散。这样使得平板(正交异性板、夹层板等)的弹性和弹塑性分析有了很大改进。在不增加节点自由度的条件下,既有良好的精度又具有明确的物理概念。在弹塑性分析中平板子单元的应力采用杂交型(Hybrid)平面矩形单元计算。并根据Prandtle-Ruess塑性增量理论、等向强化的Mises屈服准则建立了平板子单元的本构关系式。用增量切向模量法求解非线性弹塑性平衡方程。     

水下结构数值计算中面体单元连接技术及力学试验研究

结合有限元分析软件ANSYS对大潜深、大开口观察窗壳体结构模型的静态力学性能进行了数值分析及试验研究。计算模型考虑了材料非线性、几何非线性的影响。球壳采用面单元建模,观察窗窗座采用体单元建模,减少了计算规模,节省了计算时间。针对这2种不同自由度单元的连接,采用了不同的面体单元耦合技术,讨论了它们对静态力学性能结果的影响,在此基础上进行了试验研究。试验表明,本文所建立的有限元模型和计算策略准确可靠,可供设计时使用。同时也表明了在数值计算中采用MPC接触方法的面体单元耦合技术精度更高。     

有档锚链环的应力分析

本文研究了有档锚链环在直拉伸状况下的应力分析,并以A2级φ28有档锚链为例,进行了平面全息光弹性实验和有限元计算,以及三维光弹性切片实验和曲梁理论计算。所得结果完善了国外某锚链厂的结论,给出的极限应力简易计算公式大大提高了锚链设计精度。     

船舶板格与板架的弹塑性屈曲

本文把平板与板、杆组合结构以正交异性矩形平板单元离散。应用能量原理建立了非线性时平板结构的分岐屈曲特征值方程。 在对平板结构作弹塑性屈曲解析时引入了“层板子单元”模型,使平板弯曲的弹塑性解析简化为二维的平面应力状态的层板子单元弹塑性计算。 在求解弹塑性屈曲的特征方程时,本文把求取最小广义特征值的逆迭代法与弹塑性非线性方程解的载荷增量切线模量法结合起来,得到夕Pi(载荷系)-λi,min(最小特征值)的相关曲线λ(P)。当λ(P)=1时的载荷系P_(cr),即为平板结构的屈曲临界载荷系。 本文最后给出了计算实例,并与相应的经典解和试验结果作了比较,证明有良好精度和适用性。     

基于Hertz弹性接触的船舶推进轴系非线性校中计算

针对大型商船推进轴系中尾管后轴承,且尾轴在螺旋桨重量作用下存在弯曲变形,导致尾管后轴承后端存在边缘载荷的特点,研究了轴系校中计算中尾管后轴承Hertz接触模型的非线性建模方法。以第二代四十万吨矿砂船轴系为对象,采用平面梁单元,建立轴系校中有限元模型;同时将尾管后轴承分成多个轴承分段,使用Hertz接触模型模拟各个轴承段与轴的接触形态,并用迭代法求解了具有非线性边界条件的梁单元有限元模型。对根据尾管后轴承单支点模型的计算结果确定的几组尾管后轴承SLOPE值进行了计算对比。研究发现,基于Hertz弹性接触的尾管后轴承多点支承的非线性模型,可以得到尾管后轴承的最大接触压力、各个轴承段的支反力等分布情况,可以更好地优化尾管后轴承的SLOPE设置,要优于传统的单支点固定约束模型。     

船舶结构分析中的全刚度空间平面应力薄膜单元

本文在改进四节点等参元和四节点Ｗｉｌｓｏｎ不协调元的基础上，发展了适用于船舶结构直接计算的全刚度空间平面应力薄膜单元，它能解决以前应用平面应力薄膜单元在空间结构计算中出现的非正定问题，更适合于船舶结构分析使用。本单元已作为１３类单元放入直接计算法的有限元数值分析模块中。     

基于动态刚度阵法的海洋平台动力响应分析

导管架式海洋平台是人类开发和利用海洋资源的重要工程设施,动态刚度阵法是解决工程中结构振动问题的一个强有力的工具,其可以通过较少的单元数计算出结构固有频率和固有振型,减少结构的自由度数,随着计算频率的升高,DSM法无需进一步细化单元.本文应用DSM法建立导管架式海洋平台模型,将导管架式海洋平台简化成平面刚架结构,计算了导...     

三维梯形实体元单元刚度矩阵的显式表达式

<正>1 前言 随着计算技术的发展,三维有限元分析越来越多地在设计、科研领域得到应用.离散化时,常用到8节点或20节点的三维等参元,其数值计算中,需采用高斯积分的方法进行求积,影响了计算速度.这个问题,在求解线弹性问题时还不十分明显,如进行大型的非线性有限元分析,就十分突出.如能对某种常用单元推导出精度高又具有显式的单元刚度矩阵的表达式,对数值计算是十分有益的.2 三维梯形实体元 梯形实体元的形状如图1（a）所示,它有分别平行xoy坐标平面及yoz坐标平面的两对平行面,其母单元如图1（b）所示.     

超空泡平板翼栅的自由流线理论解

本文用尾流模型解决了超空泡平板翼栅非线性势流问题。物理平面上的复势可当作复速度平面上的一个虚拟流动的复势来进行处理。该虚拟流动的边界条件可通过复速度在物理平面上的边界条件来建立,然后求解这一边值问题,得出了计算升力、阻力及自由流线形状的公式,并对几种极限情况进行了讨论。     

高桩码头横梁极限承载力有限元分析

结合某实际工程,利用通用有限元分析软件ANSYS对某高桩码头的预应力横梁进行了极限承载力分析.采用分离式建模方法建立钢筋混凝土有限元模型.利用Solid65单元模拟混凝土、Link8单元模拟钢筋,根据Houde的粘结滑移理论,应用非线性弹簧单元(Combine39)组成界面单元模拟钢筋与混凝土之间的非线性粘结滑移关系.通过逐步加栽的方式,计算确定了横梁的开裂荷载和极限承载力.     

The solution of minimum reliability arbitrary curved beam index for modified weak point of under pure bending

This paper is based on the fundamental loading model of pure bending and the analytical model of a circular beam element with arbitrary initial deflection. The L.W. Guo solution is modified and generalized according to the elastic theory, and the analytical solution for the stress of the beam element with arbitrary initial deflection under pure bending is derived. Using yield theory of edge strength, an expression for the safety margin of one point in the arbitrary curved beam under pure bending （ACPB） is built. This paper modifies the model for weak points of service structures and establishes a foundation for safe design and inspection of imperfect structures. Also, according to the theory of the method of advanced first-order second-moment（AFOSM） , this paper derives an expression for the reliability index of one point in ACPB. Lastly, it modifies the solution for weak points by solving the minimal reliability index.     

三维船体曲面模型建立方法及程序实现

该文对应用实体造型技术建立船体曲面模型的方法进行了研究。在So lidW orks建模环境中使用VB作为二次开发工具,通过应用程序实现了三维NURBS船体曲面模型的建立。并用实例验证了程序的适用性,为进一步建立数字化的船体曲面产品模型奠定了基础。     

合拢弯矩作用下复合材料曲梁突变屈曲的研究

研究了复合材料曲梁在受到合拢弯矩作用下发生的屈曲情况,并给出一种理论解析方法来分析这种很可能发生在复合材料弯曲结构中的脱层耦合屈曲问题.该方法是基于曲梁大变形理论及断裂力学而提出来的.文中并用该解析方法分析了一个特定的常见的情况,在该题例中脱层发生在非常靠近内表面处并且突变屈曲就发生在该薄脱层.在文中也对脱层裂纹的弧角对极限载荷的影响进行了研究.     

基于水平双向作用耦合曲线梁桥地震响应分析

以深圳市某互通立交匝道桥工程为背景,针对曲线梁桥地震响应的复杂性,运用大型结构分析程序Midas/Civil建立空间有限元模型,采用动态时程法对其进行地震响应分析,研究水平地震动单向输入、双向输入时墩梁固结曲线梁桥的地震响应差异,提出墩梁固结曲线梁桥抗震设计要点。     

平面假设条件下基于运动方程的飞机航迹仿真

在大地平面假设条件下，建立运动方程和仿真模型，利用MATLAB对运动方程的解算进行讨论，完成对飞机六自由度和飞机实时坐标的求解。其求解过程和结果对飞机飞行航迹的实时仿真具有较高的参考价值。     

GPS高程拟合在工程中的应用

随着现代GPS技术的不断发展,GPS高程逐步在工程建设中得到广泛应用。为了证实在地势平缓区域充分利用现代GPS测量技术,GPS拟合高程可以满足工程应用的问题,通过对高程拟合中常用方法的简要介绍,结合工程实例,采用平面与曲面拟合模型,解算待定点的正常高,之后与三等水准测量的结果进行分析比较后证实,在进行C级以上GPS控制测量时,可获得高精度拟合中误差的GPS水准高程。     

经济适用的两种桥梁加固方法

分别以北京市房山区周张公路娄子水桥和黄良公路永定河大桥加固工程实例,介绍双曲拱桥采用陶粒混凝土替代石灰土作为拱上填料的方法加固断裂的原水泥混凝土桥面铺装及由于不均匀沉降造成的拱波开裂等病害,以及预应力混凝土T梁桥采用后加槽钢横梁的处理方式代替加强桥面铺装解决桥梁横向整体性问题。采用2种不同的方法来加固2种不同的桥型,既经济又适用。     

无粘结柔性管抗拉伸层结构分析

柔性管抗拉伸层是复杂的空间螺旋线结构,其结构响应分析对柔性管疲劳分析、强度分析和屈曲分析有重要作用。文章基于曲梁理论,应用斜驶螺旋线假设和测地线假设两种空间曲线公式,以空间细长杆理论及胡克定律本构方程为基础,采用格林应变张量与第二Kirchoff应力张量度量,对深海无粘结柔性管抗拉伸层螺旋形钢缆结构平衡方程进行了推导,编写了分析程序。利用该程序,分析了抗拉伸层钢缆在轴对称载荷下和弯矩作用下的曲率变化和结构响应;同时利用三维直梁有限元模型与曲梁有限元模型建立数值模型,将程序结果与数值模拟模型结果进行了对比,证明了结果可行性。该结果可为柔性管抗拉伸层结构设计提供快速的预估计方法。     

预应力混凝土曲线梁桥支承设计初探

以实际工程为背景,介绍了曲线混凝土桥的受力特点,采用三维空间程序对小半径预应力混凝土曲线梁桥的空间效应进行分析,考虑了不同支承形式对主梁转矩、墩柱内力和支座反力的影响,指出了曲线梁桥根据平面杆系计算不能完全反映各支座的受力情况,还需进行空间计算来确定各支座反力,提出了采取支座预设偏心的措施来改善曲梁扭转效应的方法,探讨了曲线梁桥腹板开裂病害产生的原因。     

重庆寸滩架空直立式集装箱码头结构有限元分析

利用有限元法对内河大水位差架空直立式集装箱码头结构进行计算分析。采用等截面梁单元,按平面刚架建模分别对各控制工况进行了比较计算和分析,并按空间刚架建模对计算结果进行复核,计算结果可靠合理,为合理结构型式的研究提供了依据。