弯曲、剪切及纵向力共同作用下船用工字梁的弹塑性变形撓度研究

本文研究了当材料在彈塑性范圍内应力应变为任意曲线时船用梁受弯曲、剪切及纵向力共同作用下的变形与撓度,这些問題在今后船用板架計算中会遇到。文中建立了一組受剪切及复杂弯曲的彈塑性梁微分方程式,这組方程具有很普遍的意义,因从这里可得出彈塑性梁在不同情况下的解,按文中方法后,使对称与不对称断面解及存在着纵向力作用的解等問题在解法上没有什么原則区別,这样就能較方便地采用一种统一方法来求彈塑性粱的各种解。在一般情况下,求解时采用每次近似中解彈性变断面梁的逐次积分法,为加速逐次近似法的收敛过程可采用夏伯雷金定律。     

多轴对顶活塞式发动机的动力性能

对于多軸二冲程对項活塞式发动机而言,进排气活塞的布置方式、各曲軸的轉向情况都是較多的,因此发动机具有多种运动学方案。各方案的实现条件(即排气活塞提前角及各气缸夹角的数值)是不同的,同时,它們的动力性能如曲軸主軸承負荷、发动机发火均勻性、平衡性、軸系扭轉振动特性等亦各有所异。本文对多軸对项活塞式发动机的发火均勻性及外部平衡性的計算方法进行了探討。发动机的发火均匀性与曲軸的曲柄排列及橫排各气缸的发火間隔角有关,而后者又决定于发动机的运动学方案。由于各列气缸是斜置的,而活塞的止点位置又不一致,因此以正反轉矢量方法来討論发动机外部平衡性是最为方便的。該型式发动机装置的扭轉振动当量系統为具有多个相同分支的齿輪連接分支系統,它的扭轉振动可分为两部分——节点在齿輪处的振动(共节点振动)和节点在軸上的振动(同相振动)两种形式。文中对多个相同分支軸系的扭轉振动特性作了初步分析,并对消减危險扭轉共振的措施和改进发动杌的平衡性提出了一些看法。此外也給出了三軸及四軸发动机的計算結果,可供該型式发动机設計时的参考。     

滑行板的纵摇与升沉运动

滑行艇在海浪中运动时,会产生搖摆。哈斯金德用复变函数理論讨論了微弯滑行板的非定常运动,获得了計算水动力的一般公式。本文用另一种方法考虑这个問題,并計算了滑行板面上水动力的压力分佈。文中首先研究了液面上脉动点压δ(x)cos(ωt+ε)的解,求出了它的法向誘导速度v(x,t;U,ω,ε),分β<14和β>1/4两种情形得到其表达式,然后以一未知的压力分佈代替滑行板,求出該分佈压力系的誘导速度。令板面处的法向誘导速度与滑行板由纵搖和升沉运动所产生的法向速度相等,便得到求解未知压力分佈的积分方程式。文中討論了用福里哀级数表示未知压力分佈的函数,并把积分方程的求解問題变成一无穷线性代数方程组的求解問題,又进一步論述了該代数方程組的可解性条件。文中求出了升沉力和纵搖力矩的表达公式。最后,取压力分佈函数的前六項福里哀級数項,对一个具体数值例子进行了計算,求得了滑行板面上的压力分佈。     

关于噴水推进船舶的操纵性問題

本文根据所选擇的噴水推进装置及其特性,提供了噴水推进船舶操纵性問題的研究特点和一般研究方法,推导出喷水船舶的操纵运动方程式,分析了它的航向稳定性和各种迴轉性能問題,并与一般螺旋桨推进船舶作了比較,得出了相应的結論和有关計算公式。     

从民用船舶汽轮机设计角度论蒸汽参数系列的选择

本文参考国外文献资料,結合船用汽輪机設計的一般原則,討論蒸汽参数的选擇問題。文中論証了蒸汽的压力和溫度对汽輪机經济性的影响,並且分别計算和比較了几个机組工作在不同参数下的經济指标;最后考虑了有关因素,提出蒸汽参数系列的建議,以供討论。     

钢骨架钢丝网水泥板组合梁在弯曲时的强度研究

本文介紹了国內鋼骨架鋼絲网水泥船的组合梁的一系列弯曲試驗資料,并推导出下列結論: 1.鋼骨架鋼絲网水泥板的組合梁在弯曲时的剖面計算方法:当鋼絲网水泥面板受压时,可視作匀质材料,采用适当的彈性模数与鋼材彈性模数的比值,折成钢材面积計算之;当钢絲网水泥面板受拉时,仅将鋼絲网水泥板中的受力鋼筋和鋼絲的面积計入剖面中。其应变及撓度的計算結果与实驗值相符。 2.通过实驗求出組合梁在弯曲时的有效带板寬度,結果表明有效寬度数值大于12倍鋼絲网水泥板厚;并得出单梁加强有效寬度系数的λ～α曲线和近似公式,当α>1.5时,λ=(α-0.91)/(α-0.52);并从計算得到多粱加强板的λ_m～α曲线和近似公式,当α>1.6时,λ_m=(α-0.91)/(α-0.78)。可以供鋼絲网水泥船在設計中参考。 3.通过实驗,論述了组合梁弯曲时,板与梁連接强度之重要性,并采用了新的連接构造型式,指出在一般情况下应校核錨刺剪切应力(計算公式为τ=((Q_(max)S_xα)/I)/m((πd~2)/4)及錨刺使砂浆受挤的挤压应力(計算公式为σ_o=((Q_(max)S_xα)/I)/mhd),同时試駿証明后者是更重要的。     

以自由轮为例用能量法试论坞修变形

本文把安置在干塢中龙骨墩上修理的自由輪的变形,视为彈性基础上的变断面、变剛性連續梁来計算,应用能量法选择主振动形式函数来表示船身撓曲曲线。这样基本微分方程 [EI(x)y″]″ k(x)y=q(x) 可以用绕性联立方程組来表示: sum from i=1 to n[I_0/L~4S_n~((i)) k_0η_n~((i))]A_n=q_0Q_i式中S_n~((i))、η_n~((i))、Q_i分别表示慣性矩、彈性基础剛性系数和船身重量的分布函数。进而考虑了修船生产的特点,論述了(1)船体修理前的初始撓度;(2)拆落大面积船側外板时剪切变形的影响。也给出了近似計算公式。通过对自由輪的实例計算討論了修理过程中的下列工艺因素:(1)移动龙骨墩;(2)拆落船体外板;(3)装水試驗对船体变形的影响。并作了定性上的分析。本文还統計了一系列自由輪变形測量资料,进行整理并繪成图表。在理論分析和实际测量基础上,可以得到下列主要結論: 1.理論計算值和实际测量值相差較大,其主要原因是計算中沒有考虑墩木的間隙和船身的初始撓曲的影响。 2.在影响塢修变形的諸因素中,以移动龙骨墩的影响最大,装水次之,拆落外板影响較小。 3.在修理过程中,如大面积拆落船侧外板(尤其在1/4L处)时、必須計入剪切对于船体变形的影响。 4.船舶修理过程中的变形,主要是取决于船舶的初始撓曲和船身重量及墩木的分布。以自由輪而言,通常以呈中拱变形较为普遍。     

螺旋桨强度计算公式

根据理論分析法,結合經驗数据,分别推导出按拉应力或压应力的机翼型、弓型螺旋桨各强度校核公式与計算叶根处厚度公式。在推导过程中,推力分布与轉力分布系按理論計算而得,并把sinθ与cosθ轉化为H/D之函数。在轉力化为推力时引进了δ_η值,該值系按楚思德图譜而得并与H/D有关。然后将所有与H/D有关之函数加以归結,使推力矩及轉力矩产生之应力表达为十分簡便之形式DPK_1/Zbe~2cos~2ε其中K_1就是所有H/D之妇結。在推导离心力及离心力矩产生之应力时,系假定叶之伸張輪廓为椭圆形,其长軸等于螺旋桨之半徑,短軸为伸張叶之最大寬度,一般商船与軍舰螺旋桨皆大致如是,为专供計算离心力之用特假定叶面为一直线,叶背为拋物綫,叶边具相当厚度,等于叶梢厚度et,而該截面面积稍稍大于弦长及厚度相同之弓形截面,而略小于普通机翼型截面,但其差别有限。在計算离心力之矩臂时若接精确計算,則十分麻煩难于处置,因此系按作图方法求离心力之矩臂基础上进行推导,經过上述假定与分析可以写出近似公式如下:K_z_(?)+K_z_s=C_oω(A/A_d)(N~2D~3/Zb)[K_o+K_2]在推导厚度公式过程中,以D/e=26来处理而D/e这一因素仅考虑离心力矩所引起之应力方被引进。而离心力矩所引起之应力仅占总应力之小郭分,并且一般螺旋桨D/e=22～30左右,因此无疑D/e=26来处理对准确度影响甚微。当螺旋桨无后傾角时离心力部分引起之应力甚小,只有轉速在800轉/分附近时予以考虑。故可以写成更簡便之公式。弓形螺旋桨推导过程,与机翼型相若,最后可以相信不同截面形状之螺旋桨可写成如下表达形式: 1.校核公式:[σ]≥(DPK_1/Zbe~2cos~2)ε+C_oω(A/A_d)(N~2D~3/zb)[K)o+K_2) 2.e_(0.2)R的近似表达式(D/e=26轉化): 与J.A.罗姆逊(Romsom)公式,挪威船级社(Det Norske Veritas)算式,苏联巴甫米尔方法比較之后不难发現,罗姆遜公式不能直接求出叶接处之厚度,在强度校核中若发现材料应力不足时需反复計算。挪威船級社算式,不适用于压应力,也不适用于弓型截面螺旋桨,簡化过程比較粗糙。巴甫米尔方法計算过于麻煩,玥提出新的公式計算比較簡便,合理性也有所提高。     

苏联船舶结构力学的现况

本文介紹半世紀以来苏联科学家对於船舶結构力学的成就,比較各家的学說,看出其进展情况,如船舶弯矩、撓度、板架的强度及稳定性、上层建筑、許用应力、振动等問題。文首說明船舶結构力学的范圍,文后列举结构力学上存在的主要问题。     

增压二冲程柴油机排气脉冲的计算方法

本文的目的是在发动机的設計阶段,给出一种簡便可靠的方法,計算出廢气渦輪前周期变化的气体压力和温度,以作为脉冲廢气渦輪設計工况选择的依据。文中对柴油机脉冲增压系排气管中排气脉冲的形成过程作了簡单明确的說明。从二冲程柴油机的特点出发,在分析了实驗資料后,认为在二冲程大、中型柴油机上;在大部分的时間段内,排气管中各处的压力在同一时刻是相同的,和它只是时間的函数。这样,現象可視为充填和排空排气管容积的过程。同时又认識到温度不仅是压力的函数,而且很大程度上决定于气流层的位移,在排气管有分枝的場合下,排气管中分成了两个不同的温度区。在計算方法中也考虑了在排气脉冲形成的开始阶段排气系统中气体状态变化的傳播对气体状态的影响。基于这些认识,由格拉高列夫基本方程式和确定混合气体状态的方程式,經过一系列具体的处理和推演,得到了計算公式。公式中的一些特定項被归納为特定函数,并预先作成通用的图表。由公式用逐段积分法列表计算可以很方便地求出廢气渦輪前排气管中气体的压力变化和温度变化,可以作为脉冲廢气渦輪設計的依据。文中并对3EDZ43/67柴油机进行了计算,計算結果与实驗結果的比较表明误差很小,本計算方法在工程上是有实际参考价值的。     

稳性曲线某些参数的近似计算

在应用符拉索夫教授和巴甫林柯教授近似公式計算稳性曲线时,必須先按照綫型图求出船体水密体积的有关参数z_(90),y_(90)和Ч_(90)。本文是介紹草图設計时,即当线型图未制成时,而只知道船体的主要尺度及其無因次特性,同时也知道零水线面积,纵剖面面积及此面积对纵向軸线的慣性力矩,設計水线慣性力矩,及船体形状的其他特性时求以上各种参数的近似方法。     

横骨架式甲板板在丧失稳定以后的工作性能

本文主要讨论了考虑横梁抗扭刚度对甲板板在丧失稳定性以后的工作性能的影响。文中应用布勃诺夫-迦辽金法求解了V.卡门(Karman)微分方程组。从而导得了考虑横梁抗扭刚度对板的减缩系数φ的近似计算公式,并对当前船用的横梁可能尺度和型式进行了数值计算,列成了表格和曲线。计算结果表明:对于横骨架式船舶甲板板失稳后的减缩系数在边长比大于2时采用索柯洛夫解是适宜的。但是在边长比小于2时,计及横梁的抗扭刚度对甲板板的稳定性及失稳后的工作性能起有利的影响。这种影响随型钢尺寸的增大而增加,随比值λ=a/b的增加而减小。此时索柯洛夫的解给出了过低的减缩系数值。计算结果还发现当λ大于2时,进行多次近似计算是必要的。而对于正方形板,一次近似计算是足够精确的。在这些论点的基础上,本文最后对正方形板计及横梁的弹性固定作用时在失稳后的减缩系数建议采用计算公式φ=0.53 0.47(1/n)。     

燃油調節機構靜力特性對鍋爐内蒸汽壓力調節動力的影響

通常所谓燃油調節機構的靜力特性即通過機構的燃油消耗量與其開度之間的關係,也就是G(m)的關係。因為上述特性的每一點可以符合鍋爐裝置的固定工作條件,所以這種特性的形式對鍋爐内蒸汽壓力調節綫型的稳定性发生重大的影響。因此,研究確定這種特性的因素及在該種特性形式下達到鍋爐内蒸汽壓力調節綫型的最適宜的動力性質的方法是很重要的。本文所讨論的就是這個問題。     

随机载荷作用下的板架结构的主动控制分析

本文应用控制论原理,以一个板架结构为例,分析、探讨了采用主动控制方法减小海洋工程结构弹性振动的新问题。 文章建立了受控板架的运动方程。求得了描述受控板架系统特性的传递函数和状态方程。证明该系统是可控的、可观测的,其稳定性是可以保证的。文章进一步分析论证了控制一部分主振形的可行性、实用性。证明一旦消除了观测溢出和控制溢出,就可消除受控振形与剩余振形之间的相互耦合作用,保证系统的稳定性、可控性和可观测性。文章指出了消除观测溢出与控制溢出的途径。分析比较了位移、速度、加速度型三种不同的传感器对系统特性的影响。论证除了控制系统电子器件的增益外,传感器和控制力的位置也是影响系统特性的十分重要的因素,通常应尽可能布置在受控振形的峰值点,剩余振形的结点上。最后通过一实例的计算,给出了一个板架受控前后的响应值,证实了主动控制所取得的良好效果。     

组合压载下金属折叠式夹层板的后屈曲极限强度分析

金属夹层板以优异的力学性能已应用于实船。本文根据与加筋板重量相当原则,设计一种金属折叠式夹层板结构,考虑其应用于舰船甲板的受力特性,采用非线性有限元方法,研究夹层板结构在不同组合载荷作用下的非线性后屈曲极限强度。首先通过与经验公式及相关结果对比验证了本文数值仿真方法和技术的可行性和准确性;然后建立双向面内受压和垂向载荷作用下的金属折叠式夹层板结构数值模型,基于屈曲特征值确定屈曲极限强度分析的初始缺陷;考虑结构初始缺陷,计算得到夹层板结构的后屈曲极限强度;对金属折叠式夹层板在不同组合载荷作用下的横向、纵向后屈曲极限承载能力进行计算分析;并与传统加筋结构对比,结果显示本文设计的金属折叠式夹层板结构具有更优异的稳定性和极限承载力,结果对金属夹层板的应用与强度设计提供参考。