夹芯结构的疲劳裂纹损伤扩展研究

本文以夹芯复合材料板的疲劳试验为基础,结合裂纹探测技术对疲劳裂纹扩展及累积损伤过程进行了检测,实现了全寿期内裂纹发生、扩展直至最终破坏的整个疲劳累积失效过程的追踪。基于累积损伤追踪过程的数据规律,提出了适用于夹芯复合材料结构疲劳渐变累积损伤过程的材料性能渐降模型,建立了以剩余刚度为表征参量的复合材料结构的疲劳累积损伤状态量D的失效准则,最后推导了夹芯复合材料板在面内弯曲受载路径下,结构疲劳寿命的预测力学模型。     

基于损伤力学-有限元法的大跨度钢桥梁构件疲劳损伤累积分析

采用损伤力学-有限元全耦合方法分析桥梁焊接构件内的疲劳损伤累积过程,具有明确的物理意义.首先介绍了耦合疲劳损伤分析的基本方法,建立了全耦合疲劳损伤分析的有限元方法过程,并将分析方法和过程嵌入大型通用有限元软件ABAQUS的用户接口里,便于对实际工程结构疲劳损伤累积过程进行分析.采用全耦合疲劳损伤分析方法,对青马大桥关键焊接构件进行疲劳损伤累积分析,结果表明:关键焊接构件疲劳损伤的累积过程具有局部性;疲劳损伤场与应力场之间存在着相互作用;广泛采用的线性米勒准则用于疲劳寿命评估是偏于安全的.这种偏于安全的误差,用于结构的疲劳设计是合适的,但对于在役结构疲劳损伤累积的准确砰估却是不利的.该方法为桥梁结构基于有限元热点应力分析和损伤力学理论进行局部疲劳损伤累积的准确评估提供了可行的方法和理论基础.     

低周疲劳损伤对老化船舶结构剩余极限强度的影响

为了分析低周疲劳累积损伤对老化船舶结构剩余极限强度的影响,应用连续介质损伤力学方法,将损伤耗散余势和塑性应变理论相结合,建立船舶结构剩余极限强度低周疲劳累积损伤模型,得到老化船舶结构极限强度随低周疲劳累积损伤衰减的规律.运用此模型,给出船舶常用Q235钢材和45钢材剩余极限强度随低周疲劳累积损伤衰减规律的工程应用经验关系式,验证了方法的合理性和实用性,为进一步分析低周疲劳对老化船舶结构极限强度的影响奠定了基础.     

基于损伤模拟的连续梁主动加固设计方案研究

针对宜城汉江大桥主梁出现的较严重裂缝及下挠,根据所做的荷载试验结论以及原桥设计状况的复核计算,对主梁病害成因进行了分析,并在此基础上对主梁的损伤进行了反复的模拟与试算。提出包络设计的思路,建立包含上、下限的的加固控制模型;采用分级张拉体外索的方法对主梁进行加固处理,并对主梁刚度偏低部位增设钢桁架进行刚度补强。     

基于灵敏度的结构损伤识别方法

提出了一种基于灵敏度的结构损伤识别方法,该方法仅利用结构损伤前后的前三阶模态参数来确定结构的损伤定位因子和损伤程度评估因子,实现对结构损伤的识别。本文用三维五层框架结构有限元模型数值模拟了四种典型的损伤工况,损伤识别结果表明,应用本文所提的损伤定位因子可准确的对损伤构件实现损伤定位,相应得出的损伤程度评估结果也与模拟的损伤工况较吻合。该方法不需要归一化的振型,仅利用结构基准模型和损伤实测的低阶模态即可,简便易行,具有一定的应用价值。     

基于材料韧性的柴油机曲轴疲劳损伤研究

运用基于能量法原理的韧性耗散理论对柴油机曲轴的疲劳损伤规律进行研究,对材料韧性耗散的数学模型进行分析推演,定义了疲劳损伤变量并推导出韧性随疲劳变化的一般损伤演化方程,建立了一种多级载荷条件下能够考虑疲劳损伤全过程的非线性损伤累积模型,最后应用已有实验数据对该模型进行对比分析评估.将一般性模型具体化为能很好描述舰船柴油机曲轴(42CrMo)的累积损伤规律的算法模型,该模型为探讨柴油机疲劳可靠性提供了理论和方法基础.     

基于小波变换的码头结构损伤预警试验研究

为提高码头结构损伤识别方法的准确性和适用性,将小波分析引入到结构损伤识别中.首先介绍了小波变换的基本原理,然后通过高桩码头常见的钢筋混凝土简支梁损伤试验,验证基于小波变换的码头结构损伤预警方法在实际结构上应用的准确性和适用性.对试验梁进行完好工况和损伤工况的动力响应测试,对得到的曲率模态响应进行小波包变换,判定试验梁的损伤位置和损伤程度,从而实现对码头结构的损伤预警.     

加固机箱框架加工精度浅析

本文阐述了加固机箱框架的结构特殊性及相应的加工工艺难点，对加固机箱框架整体真空钎时的特殊要求做了具体的分析，叙述了为提高框架加工精度所采用的一系列工艺措施。     

结构构件疲劳损伤累积的可靠性分析

在目前在船舶与海洋工程结构疲劳可靠性分析中所采用的Ｗｉｒｓｃｈｉｎｇ模型进行了较系统的分析，指出了该模型待改进的主要问题。然后，基于二维概率ＭＩＮＥＲ准则，建立了在变幅载荷谱或随机时间历程载荷谱给定的条件下，对结构构件的疲劳损伤累积进行可靠性分析的新模型。     

梁结构损伤诊断直接指标法应用

结构损伤识别主要是对各种工程结构进行检测并对检测结果做适当的分析,从而确定结构的健康状况。有研究表明应变模态比固有频率和振型对局部损伤更敏感,可以很好地进行结构损伤识别。结合有限元方法和直接指标法ISMSD(Strain Mode Shape Difference),无需原始模态数据,只根据损伤后的经三次样条插值的光滑应变模态差分曲线即可进行相关计算。文章应用该方法对假定损伤简支梁在多种不同损伤程度情况进行数值仿真计算,并给出损伤位置直接指标曲线。结果表明,该指标法能正确地判定损伤位置,尤其是损伤量较小时。     

真空预压浅层加固地基的破坏状态分析

根据天津港某项目软基加固的工程地质勘察资料,运用数值模拟方法分析在条形荷载作用下,浅层和深层加固地基基坑底部的允许承载力、沉降特性和破坏状态,探讨将真空预压浅层加固技术应用于本工程的可行性,并提出合理化建议,可供类似的软基加固工程参考。     

舵桨装置基座及加强结构的强度研究

舵桨装置基座及加强结构为舵桨合一悬挂装置的支撑结构，其受力状态和结构形式复杂。该文通过分析舵桨装置的工作运行特点，提出了该基座及加强结构在不同海况、各种工作状态下的载荷计算方法，通过结构有限元分析，对这部分结构进行了综合优化，从优化结果可见其应力分布较为合理。     

升浆混凝土施工技术在港工建筑物加固工程中的应用

升浆混凝土施工技术对专项加固港工建筑物水下部分有很好的适应性和独特的优势。结合港工上已采用的典型加固案例,阐述了该方法在加固破损的沉箱码头结构、增强重力式码头抛石基床稳定性和减小已有建筑物的沉降量方面的较大优势,对升浆混凝土的施工工法程序、特点和施工的技术要点进行了叙述和分析,是一种很好的就地加固方法,尤其适用于加固一些港工建筑物破损的水下部位或基础部分。采用升浆混凝土施工技术具有经济、方便、快速和安全的特点。     

计算机辅助船体分段吊装强度计算方法及系统开发

分段吊装方案的结构补强设计主要依据设计人员的现有经验进行,存在理论不足、材料浪费、优化性差等诸多问题。为了改善分段吊装方案的结构补强设计状况,开发了专门针对VLCC船体分段吊装强度计算系统。论文在研究Tribon系统内分段结构及数据抽取方法的基础上确定了分段重构所需的基本参数,并在ANSYS系统内实现了分段有限元模型的重构,该过程完全由外部程序调用相应的工程软件完成,最终通过输出有限元分析结果来确定结构是否需要补强及补强形式,从而使得分段吊装方案的结构补强设计更加合理、规范。     

老码头混凝土方桩修复加固方案及技术要点

老高桩码头桩基多采用混凝土方桩,经长期运营后,桩基普遍存在不同程度的破损缺陷,严重威胁结构的安全性和耐久性,影响码头的正常使用,亟需对破损桩基进行修复加固。目前,混凝土方桩修复加固通常采取粘贴碳纤维布、加大桩帽、局部外包、钢抱箍、玻纤套筒等措施,均取得良好的工程效果。探讨各措施的实施方案、特点、要点以及适用工况等,以便为合理选用提供参考。应用结果表明:针对老高桩码头混凝土方桩的破损缺陷,根据不同破损特征和施工条件合理选择修复加固方案,可满足安全可靠且经济合理的维护要求。     

考虑损伤滑移效应的钢护筒-混凝土模型界面研究

针对钢护筒钢筋混凝土组合结构的界面力学特征,开发了考虑损伤滑移效应的钢护筒-混凝土界面模型。在分析钢筋混凝土结构受力机理的基础上,对钢护筒和混凝土在三维尺度上的相对运动进行分解,进而建立钢护筒-混凝土界面模型的三维本构关系。选取混凝土的压缩应变作表征混凝土损伤程度的定量指标,并提出量化的计算方法来考虑混凝土的局部受压和滑移的耦合效应对界面荷载传递性能的影响。进行钢护筒-钢筋混凝土组合构件的受压性能试验,通过对比试验结果和模拟结果验证模型的适用性。     

港口工程钢筋混凝土结构性能退化模型研究

根据应力和氯离子共同作用下港口工程混凝土结构的性能退化机理,确定了描述结构性能退化的参数:以承载力描述结构安全性退化,以刚度和纵向裂缝描述结构适用性退化。考虑了应力大小、持续时间和氯离子对结构性能的综合影响,提出了港口工程钢筋混凝土结构钢筋锈蚀率计算模型。以钢筋锈蚀率为表征参数,通过理论分析和室内试验,建立了港工钢筋混凝土结构承裁力衰减模型、纵向裂缝开展模型和刚度退化模型。     

钢筋坑蚀对混凝土柱偏压性能的影响

坑蚀是混凝土钢筋锈蚀的主要形式之一。与钢筋均匀锈蚀相比,钢筋坑蚀具有显著的不确定性和更大的截面损失等特点,对混凝土构件的性能具有一定的影响。借助Monte Carlo模拟,分析了锈蚀钢筋混凝土柱的偏压抗力性能,研究了钢筋坑蚀对混凝土偏压柱承载能力的影响。结果表明,钢筋坑蚀的随机性对柱的可靠性有很大影响,钢筋坑蚀构件承载力的下降速度比均匀锈蚀更快,对柱的耐久性具有潜在危害。     

有限元分析及应力配筋法在大型复杂混合式船闸结构设计中的应用

通过有限元方法分析了复杂地质条件下的混合式船闸,主要模拟了在正常使用工况和检修工况下,地基、闸室结构、闸墙后回填相互作用系统的受力特征和变形特征。再根据有限元分析结果,用应力配筋法对复杂的闸室结构进行配筋分析。阐述了应力配筋法的理论依据以及与有限元方法组合应用的具体步骤和分析实例。     

港口工程钢筋混凝土结构性能退化模型研究

根据应力和氯离子共同作用下港口工程混凝土结构的性能退化机理,确定了描述结构性能退化的参数：以承载 力描述结构安全性退化,以刚度和纵向裂缝描述结构适用性退化。考虑了应力大小、持续时间和氯离子对结构性能的综合 影响,提出了港口工程钢筋混凝土结构钢筋锈蚀率计算模型。以钢筋锈蚀率为表征参数,通过理论分析和室内试验,建立 了港工钢筋混凝土结构承载力衰减模型、纵向裂缝开展模型和刚度退化模型。