新建和在役船舶结构综合可靠性理论及应用研究

船舶与土木工程学院孙海虹教授主持的科研项目“新建和在役船舶结构综合可靠性理论及应用研究”，得到教育部资助. 1.项目研究目标 项目旨在研究新建和在役船舶结构设计、检验和维修综合可靠性理论，提出船舶外载荷和载荷效应及其组合的实用方法，考虑船舶结构腐蚀、疲劳、碰撞损伤对使用状态的影响和开展极限承载能力分析，研究时变可靠性理论，给出检验和维修准则的定量化标准，在实践中取得突破，开发一套更为实用的检验和维修衡准体系及相配套软件产品，为船舶营运、检验和维修部门制订维修、保养决策提供综合的理论依据和指导. 2.研究内容 1) 船舶结构综合可靠性理论 ·船舶外载荷和载荷效应及其组合的实用方法研究.对于极限强度失效模式，外载荷包括静水载荷、低频和高频波浪载荷；对于疲劳失效模式，外载荷包括舷外水动压力、低频和高频波浪载荷. ·船体梁极限载承能力分析.考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤对极限承载能力分析，给出基于ANSYS计算的实用回归公式. ·结构综合可靠性理论研究.将结构载荷和承载能力作为随机过程，将结构维修作出Morkov链过程，提出船舶结构综合可靠性理论，计算在考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤影响下的船舶结构时变可靠性，以提供维修理论指导. 2) 实用的检验和维修衡准体系及软件开发 ·建立一个包含船体结构所有必要信息的数据库.*提出一套实用的检验和维修衡准体系.*建立一套实用的检验和维修软件产品. 3.拟解决的关键问题 ·船舶外载荷和载荷效应及其组合方法.*考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤影响的加筋板格在整个失效过程中的完整模拟.*结构综合可靠性理论研究中连续的随机过程与离散的随机过程的组合.*检验和维修衡准体系. 4.本项目的创新之处在于 ·考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤影响的加筋板格在整个失效过程中的完整模拟，并建立回归公式. ·结构综合可靠性理论研究.将结构载荷和承载能力作为随机过程，将结构维修作为Morkov链过程，提出船舶结构综合可靠性理论，分析在考虑腐蚀、疲劳、碰撞损伤影响下的船舶结构时变可靠性. 科技处(余区办) 章爱武     

内河重载甲板驳船船体极限强度的试验与理论分析

以800t级内河重载甲板驳船体梁为对象，进行了总纵极限强度试验与理论分析．介绍了模型设计的相似分析及极限强度试验，得出了相应的载荷-应变和载荷-挠度关系，确定了该甲板驳相似模型的极限强度的实验值．应用逐步崩溃法进行了船体梁总纵极限强度的理论分析，并开发了相应的计算程序．通过程序计算，得出了与试验值较为一致的结果，验证了理论与程序的正确性。     

破损船体剩余极限强度的评估与分析

考虑船体发生碰撞和搁浅破损后，其剩余有效剖面是非对称的、船体还可能发生不同程度倾斜的实际情况，采用逐步破坏分析方法计算破损船体在不同倾斜情况下的剩余极限强度，避免了已有研究中按直接法计算时，对破损船体仍按正浮时的应力分布假定的问题．计算了多种船型在各种不同的破损情况下破损船体的剩余极限强度，给出了一条实船的计算实例及结果分析．     

运用MARC进行箱梁的极限强度分析

极限强度是结构的极限承载能力，由于计算极限强度需要考虑材料和几何的非线性因素，因此计算十分复杂．文中介绍了Msc／Marc所采用的两种计算非线性屈曲方法的计算原理，并分别运用这两种方法对Nshihara NST3模型进行了非线性屈曲分析，最后将计算结果和其他计算极限强度算法的结果作了简单比较，得到的结果对类似的分析有一定的指导意义．     

点腐蚀作用下非穿透低碳钢板的极限抗压承载能力数值分析

点腐蚀作为海水浸没带腐蚀的一种主要形式,是现役船舶,特别是老龄船结构的重大安全隐患．为了研究点腐蚀对钢板的抗压极限承载能力的影响,文中对未穿透低碳钢板开展了非线性有’限元分析．计算结果表明,单侧点腐蚀引起的偏心对钢板的极限抗压能力有显著影响．点腐蚀越密集（DOP越大）,板越薄（β越大）,点腐蚀深度改变造成板的极限承载能力差异越大,DOP达到或超过20％时尤其显著．大部分船体板属于典型的柔性板（β为3左右）,海水全浸带腐蚀现象严重,点腐蚀密度大,仅采用点腐蚀密集度参数DOP来表征板点腐蚀破坏程度还有所欠缺,薄壁效应需要给予充分考虑．     

船体极限强度的简化逐步破坏分析

文章基于M．K．Rahman建立的拉伸和压缩加筋板单元的标准应力一应变关系曲线，开发了船体极限强度的简化逐步破坏分析方法。应用该简化方法编制的计算程序较为详细的分析了数种船型在完整情况下的极限强度。结果表明本文开发的简化逐步破坏和计算程序是正确可靠的.     

等幅载荷下含缺口零件系统的疲劳可靠性

从结构系统角度分析了带缺口元件的疲劳可靠性．采用数值微分方法和有限元方法求编导，运用改进的一次二阶矩方法计算疲劳可靠性，得出了等幅载荷下带缺口元件的疲劳可靠性的计算方法．     

破损船体的剩余极限强度评估

船舶航行安全事故的频发将业界对船舶破损剩余强度的研究推向了新的热潮.基于破损后船体剩余极限强度与外部最大载荷的指标,对某集装箱海船在碰撞和搁浅两种破损状况下的剩余强度进行了快速、有效的评估.其中,外部最大载荷依据散货船共同结构规范（CSR-JBP）计算;破损剩余强度创造性地采用非线性有限元方法求解,与假想应力法对比计算结果较好.     

水泥砼疲劳试验数据中含非破坏数据的处理方法

水泥砼疲劳试验数据中常含有非破坏数据，人们在处理数据时常将其剔除，笔者认为这是不合理的，据此，笔者应用数据统计方法，假定数据服从政在态（或对数正态）分布，从理论上推导出了处理这类问题的计算方法，并给出了具体算例，分析发现，应用该方法处理疲劳试验数据中含非破坏数据是可行的。     

基于SHIPFLOW内河船阻力预报研究

基于SHIPFLOW软件模拟内河船舶周围流场,考虑流体黏性及自由表面影响,预报船舶阻力,选择3种船体网格(CC,MM,MF)进行船体表面网格划分,采用势流理论与黏流理论的分区分步计算方法(ZONAL法),将数值计算的船舶总阻力与根据艾亚法经验公式估算出的总阻力对比,计算结果表明:网格划分形式MM的计算结果与经验法最为接近,同时验证了SHIPFLOW软件求解技术的可靠性并提高了换算效率,最后选择MM网格化分形式,对该船进行阻力预报。     

隧道出渣设备最佳配合分析

针对隧道出渣时,装载机与倾卸车联合作业中的配合问题进行了深入的研究,分析并建立两种施工机械最佳配合关系的数学模型,通过实例计算表明,此模型及算法对施工单位在隧道施工中合理地确定两者数量关系具有一定的指导意义.     

中国经济增长的波动分析

对国民经济增长的波动进行计算分析。应用Mexican Hat小波对国内生产总值（GDP）的增长率进行多时间尺度分析，再利用宏观经济学的理论从政府宏观调控政策、投资、消费等方面分析引起波动的原因。在不同时间尺度下，经济波动受到政策、投资和消费及重大政治事件的影响。通过对经济增长波动的因素及规律的分析，可以提高对经济发展的预见性，促进经济更好的增长。     

纳米Ni粉对Cu粉末烧结性能的影响

研究了纳米Ni粉对Cu粉末烧结性能的影响。研究表明：由于添加1％纳米Ni粉中的NiO未被完全还原,而且纳米Ni粉本身还有被CuO氧化成NiO的可能,因而纳米Ni粉在Cu粉末烧结过程中未能起到活化烧结的作用。相反,添加1％纳米Ni粉后还降低了Cu粉末烧结性能。     

级配对级配碎石力学性能影响试验分析

通过试验对不同级配的级配碎石强度影响因素进行分析,得出实际结论,为工程中级配选择提供借鉴.     

桥梁板式橡胶支座抗压弹性模量分析

简要介绍桥梁板式橡胶支座抗压弹性模量的计算及试验方法,同时从几个方面分析影响该指标的因素.     

弓网离线模拟试验平台的设计

受流问题是制约电气化铁路提速的瓶颈之一,而弓网离线电弧是高速列车受流的关键问题.为了全面的把握弓网离线状态,设计了弓网离线模拟试验平台.实现正弦周期内不同时刻离线及回合过程的电弧放电现象,并采用示波器和数据采集卡实现对离合瞬间电压、电流和光强等波形的同步记录,为弓网离线检测法和列车受流质量的研究及抑制电弧危害打下基础.     

桥梁单片梁受力分析

桥梁单片梁受力主要是由重交通车辆的碾压,尤其是超限重车的频繁通过引起的--这是外因,当然桥梁本身的质量差或桥面铺装层与脚缝的填充不符合要求也能产生单片梁受力--这是内因.如果严格按设计要求去做,这种情况是能避免发生的.单片梁受力严重的会危及行车安全,必须引以注意.     

某超限高层建筑的结构设计

主楼桩基按照桩端持力层起伏变化选用不同桩长的人工挖孔桩,进入强风化岩,有效发挥桩身强度,控制绝对沉降,解决了主楼与裙房不设沉降缝的问题.针对结构平面中间部位凹口较大,采取了在凹口处增设楼板,计算时薄弱部位设为弹性楼板的措施,计算结果满足规范要求.     

柔性路面超高路段病害成因分析

柔性路面弯道内侧极易形成病害,分析了病害的成因,提出了相应的措施。     

钢筋混凝土简支梁桥梁体病害分析及维修方法

随着经济的发展、综合国力增强,交通事业日新越益发展,桥梁建设取得了长足的进步,为我国的各项事业的发展提供了坚强的基础,但随之而来的桥梁病害问题也日益严重,针对上述情况,本文将对钢筋混凝土简支梁桥梁体的常见病害进行归纳和总结,并提出一定的维修措施,以便能够减轻同类病害的发生,为今后的公路事业发展提供参考依据.