基于非线性波调制CFRP板冲击损伤的检测研究

文中用非线性波调制法检测CFRP板中由钢珠冲击产生的损伤;通过压电晶片CFRP板中激励低频振动和高频载波,研究冲击损伤、振动、波之间的相互作用;采用损伤指数评价板内不同程度的冲击损伤,分析非线性波调制强度的影响因素.结果表明在冲击作用下CFRP板内非线性波调制强度逐步增强,损伤指数与冲击次数成指数衰减规律;检测时应尽可能提高低频振动激励电压以提高非线性波调制法对微损伤的检出能力.     

纵向位移波穿过微极流体中微极弹性板的传播特性研究

基于微极流体理论和微极固体弹性理论,研究了纵向位移波通过微极流体中微极弹性板时的纵向位移波、耦合波一和耦合波二等三种微极弹性波的反射和透射特性。理论分析和数值计算结果表明:在一般情况下,各种反射和透射波的振幅比是入射波的入射角、频率和介质材料特性的函数;正入射时只有纵向位移波穿过固体板,而不存在其它波的传播;掠入射时仅有入射波沿界面传播而无反射、折射和透射现象发生。文章同时还讨论了反射、折射和透射系数随入射角的变化规律。     

基于高非线性光纤的40Gbit/s全光与门

利用高非线性光纤的四波混频效应,提出了实现高速全光与门的新方案.根据光脉冲在非线性光纤中的传输基本方程与四波混频原理,推导并建立了全光与门理论模型.通过数值模拟,实现了40Gbit/s的全光与门,并研究了由群速度失配引起的走离效应对与门输出的影响.     

非线性立波作用下砂质海床动力响应及液化研究

利用傅立叶级数近似法求解非线性立波作用下海床表面波压力,基于波浪作用下海床动力响应的二维准静态模型以及液化判定标准,模拟非线性立波作用下海床动力响应以及液化深度。线性与非线性立波计算结果比较表明:当相对水深较大时,非线性立波波峰处波压力出现双峰,波谷处的波压力明显大于线性立波波谷处波压力;海床中孔隙水压力在波峰时也表现出双峰型特性,且波谷时的海床压力增大;在相同波浪条件下,非线性立波作用下海床更易液化,且液化深度大于线性立波作用下液化深度。     

基于高阶谱方法的非线性聚焦波下船体运动的模拟

为了研究入射波浪的非线性对船舶运动的影响,提出了一种新的描述船体运动的非线性时域混杂方法。将高阶谱(HOS)方法引入船舶时域运动计算模型中,用来模拟非线性入射波浪场,在瞬时湿表面上实时积分,求得船舶遭遇波浪时的非线性入射波浪力和非线性回复力,在弱散射假定下建立非线性波浪中船舶的运动方程。当HOS中摄动阶数为1时,船体运动模拟结果与规则波下试验的RAO结果对比良好,验证了改进后的时域模型的可行性和有效性。当HOS中摄动阶数为3时,非线性波浪场演化结果与聚焦波的试验数据对比,验证了入射波模型的正确性。分析了非线性入射波浪间的相互作用,并以Wigley Ⅲ为对象,计算分析不同波幅的聚焦波下船体时域运动响应,进一步考察波浪的高阶非线性对船舶受力和运动的影响。研究表明,非线性波浪的相互作用对波浪的频率分布、聚焦结果以及入射波浪场的压强分布有显著的影响,对船体的入射波浪力以及垂荡运动的影响最为显著,非线性的影响随着聚焦波幅的增大而变大。     

基于Lipschitz指数估计的含裂纹板损伤检测

对板的振动模态进行大间距二维采样,并用二维小波对得到的模态信号进行分解,判断损伤的大致位置。在损伤位置的附近分别沿平行于板两边的方向进行加密一维采样,对采样信号进行连续小波变换,求得各点在两个方向的Lipschitz指数,判断裂纹的具体位置和尺寸。用有限元法模拟一个含穿透裂纹的矩形板结构,求解其自由振动模态,模拟结果表明,本方法准确有效。     

基于弹性波理论的深水吊缆非线性运动研究

针对深水吊缆非线性运动特性,基于弹性波理论建立了吊缆的动态模型,推导出吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证了求解方法的准确性和可靠性;以谐波运动作为初始激励,计算不同水深时的吊载垂向运动响应并进行频谱分析,结果表明吊载的垂向运动响应时历为明显的非线性运动;同时给出了缆长4 500 m和3 000 m吊载处的垂向位移的计算结果,发现随着激励周期增加,3 000 m时吊载处的垂向位移幅值要大于4 500 m,且相差程度越来越大。     

含裂纹损伤船体板板条梁的非线性动力响应

研究含裂纹损伤船体板板条梁两端固支,受横向阶跃均布载荷作用下的非线性动力响应问题。考虑横向剪切变形和几何非线性,根据Hamilton原理导出板条梁的非线性动力方程,并应用线弹簧理论将裂纹引入到动力方程中,用有限差分法对方程进行求解。文中讨论了裂纹的存在与否,载荷作用形式,裂纹长度和裂纹位置等因素对船体板板条梁的非线性动力响应的影响。     

基于加速度和卷积神经网络的船体板裂纹损伤检测

裂纹是船舶结构中最常见的损伤形式之一。由于船舶结构十分复杂而且密闭空间多,传统的依靠人力的裂纹损伤检测方法耗时长、主观依赖性强,难以满足智能船舶的需求。本文提出了一个基于加速度和卷积神经网络（convolutional neural networks, CNN）的船体板裂纹损伤实时在线无损检测方法,该方法能够自动地学习裂纹损伤特征。通过基于Python语言的Abaqus二次开发技术建立简支板损伤模型并计算其动力学响应。采集板的加速度数据用于训练CNN模型,利用数据裁剪技术对数据集进行扩充,讨论了不同CNN结构形式对船体板裂纹损伤检测的影响。与基于小波包变换的多层感知机神经网络相比,提出的CNN方法能够更好地提取裂纹位置和长度损伤特征,同时对噪声的敏感程度较低。     

均匀受压含裂纹损伤加筋板的极限承载能力分析

  目的  长期服役于恶劣海洋环境中的船舶与海洋工程结构,不可避免地会产生裂纹和点蚀,这些损伤会对结构的极限承载能力产生较大影响。为探讨裂纹、点蚀同时存在时对结构承载能力的影响,  方法  采用非线性有限元法开展含裂纹、点蚀损伤的加筋板在轴向压载作用下的极限强度研究。在讨论网格尺寸对含裂纹、点蚀损伤加筋板极限强度影响的基础上,开展裂纹点蚀坑相对位置、点蚀数目、裂纹长度对含裂纹、点蚀损伤加筋板剩余极限强度的影响。  结果  计算结果表明,裂纹长度、点蚀的增加会使加筋板的剩余极限强度下降明显。  结论  这些结果可用于指导全寿期船舶与海洋工程结构的设计与维护。     

基于非线性设计波的船体结构强度直接计算研究

针对规范公式不适用于小方形系数Cb0.6的船舶以及线性设计波法不能反映波浪载荷非线性特征的情况,使用非线性设计波法研究了一艘小方形系数船的波浪载荷长期预报极值和波浪载荷与波高非线性变化规律,给出了非线性设计波参数的选取办法。根据参数,用非线性设计波法计算了船舶的波浪附加弯矩,并与线性设计波和规范公式两种方法得到的波浪附加弯矩进行了比较分析。分析结果表明,非线性设计波法能够反映出波浪幅值较大时波浪载荷随波高非线性变化的规律,以及中拱、中垂状态下舯剖面波浪附加弯矩的非对称特征,较线性方法更为合理。     

瞬时相关积分在几何梳状谱检测中的应用

几何梳状谱信号作为一种复合信号,具有良好的时频联合分辨能力及抗混响性能。本文针对几何梳状谱信号低信噪比及多普勒回波信号检测的问题,提出利用瞬时相关积分法对接收信号进行预处理的方法,理论分析证明算法能有效提高信噪比,而且方法对多普勒回波信号同样有效,通过仿真验证以上分析结果。     

瞬时相关积分在几何梳状谱检测中的应用

几何梳状谱信号作为一种复合信号,具有良好的时频联合分辨能力及抗混响性能.本文针对几何梳状谱信号低信噪比及多普勒回波信号检测的问题,提出利用瞬时相关积分法对接收信号进行预处理的方法,理论分析证明算法能有效提高信噪比,而且方法对多普勒回波信号同样有效,通过仿真验证以上分析结果.     

A simplified method for nonlinear failure analysis of stiffened plates

This paper shows that the application of pre-determined failure equations, derived from nonlinear finite element analyses, is effective in determining failure of structural components in a simpler linear finite element analysis. An analysis method is presented which is called simplified failure analysis. The first step of this method is the nonlinear determination of a component's failure limit. Next, a linear coarse-meshed finite element model of the component is analyzed under the failure load determined in the previous step. The resulting linear stress distribution is a ‘representative failure stress’ for the component because it is in equilibrium with the applied failure load. This ‘failure stress’ is then used in simpler linear analysis to provide a representative failure limit. This method is verified by an analysis of a structural grillage.     

波浪爬高的PSPH方法数值模拟研究

通过Poisson方程迭代求解压力场的SPH方法,建立了模拟水波动力学问题的数值模型,将亚格子湍流模式加入方程中,更加精确地描述了波浪破碎时的湍流特性。针对SPH方法中粒子靠近边界处由于粒子缺失导致核函数的截断而引起计算误差,将核函数梯度修正引入了数值计算模型中。同时提出一种新的边界压力计算方法,改善了边界压力计算的精度。对孤立波及椭余波在斜坡上的爬坡破碎过程进行了数值模拟,数值结果与实验结果吻合较好。表明该方法在对复杂水波动力问题的数值模拟上是行之有效的。     

深层水泥搅拌法在边坡加固中的应用

以福州可门港散货物流中心工程为例,通过对深层水泥搅拌法加固软土地基技术加固不同布置形式下边坡的效果进行分析,选取了满足设计要求且经济合理的布置方案,供类似工程借鉴。     

基于光学的波浪测量方法在波态研究中的应用

针对大比尺波浪水槽的实验环境特点,提出了基于光学影像系统的波浪测量方法,并将该方法应用于波态研究。其工作原理是:在水槽上边缘俯视拍摄波浪表面和水槽侧壁,依据给定的采样频率完成图像的截取,通过刻度尺标定、图像分割、灰度化、图像平滑滤波、波面识别来获取波面数据,进而进行波态研究,获得波浪在水槽中的空间形态。经实验验证,此方法实现了非接触测量,具有高精度、高灵敏度、高稳定性的特点,在波浪测量与监测方面具有广阔的应用前景。     

波浪与直墙前多层透空薄板作用的解析研究

文章基于势流理论下均匀透空薄板内部流体连续方程和忽略对流项的欧拉方程,得到薄板内流体水平速度与压力差间的关系,进而建立了波浪与直墙前单层和多层透空薄板作用模型,通过匹配薄板两侧的边界条件,可求得直墙前透空薄板对波浪的反射系数、透射系数以及波能的吸收率。算例针对水深2.5 m,入射波浪周期3.5 s的工况,研究了直墙前12 m范围内设置不同层数透空薄板时,反射系数、透射系数及波能吸收率随组合参数G的变化,结果表明当布置四层透空薄板且0.8相似文献   

基于变频探测法的船舶电力系统故障定位与监测研究

船舶电力系统一般由电源、电力网、变电器以及负载4部分构成,在实际工作过程当中,有可能会发生各种各样的故障,这些故障会极大地影响电力系统中的设备的运行以及船舶工作人员的安全。一旦船舶电力系统网络出现故障,为了抑制故障的扩张,降低船舶的经济损失,就有必要对故障问题进行迅速、精确的定位,在最短的时间内排除故障。本文研究了基于变频探测法的船舶电力系统故障定位监测技术,这对于我国船舶电力系统故障的定位监测技术的发展有着重要的指导作用。     

基于频域搜索的梳状谱信号检测方法

由于梳状谱信号多普勒容限较小,利用常规的匹配/相关检测方法进行检测时,需要较大数量的拷贝信号与计算量。针对这一问题,本文提出一种基于频域搜索的梳状谱信号检测算法。通过利用梳状谱信号频域多峰结构的特点,根据信号的先验信息计算出不同径向速度下回波信号的频点分布,对接收的信号在频域进行搜索累计的方法同时实现信号的检测与速度估计。仿真分析证明了本文算法的有效性。