地震作用下板桩码头结构动力响应研究

为探究地震作用下板桩码头结构动力响应,采用有限元软件ABAQUS建立了板桩码头二维有限元模型,对板桩码头进行了地震动力响应数值分析,研究了板桩墙入土深度对码头结构地震动力响应的影响及地震作用下的板桩墙后动土压力分布规律。研究表明:(1)板桩墙底部达到嵌固状态后,板桩入土深度的增加对于板桩墙的稳定性没有改善,反而小幅度增加了板桩顶位移及拉杆拉力;(2)地震模拟过程中的表层砂土动土压力较规范计算值偏大,其原因是板桩墙上部受到拉杆的约束作用及板桩墙自身变形,使表层砂土的动土压力更接近于动被动土压力,而在规范计算方法中表层砂土按照动主动土压力计算,表层砂土动土压力计算仍有待进一步完善。     

海上浮体插销式连接结构极限承载能力及其统计特征分析

连接结构为多模块浮体中最薄弱的环节，受力形式较为复杂，所以其极限承载能力直接影响到浮体结构的使用寿命和安全性能。本文初步设计了一种含锥度的插销式连接结构，基于罚函数法和准静态法，考虑轴销接触效应影响，对该结构进行非线性强度计算，分析其失效模式和极限强度，并研究摩擦因子和材料属性对该结构极限承载能力的影响规律，最终形成了一套考虑接触效应的复杂连接结构非线性极限承载能力及其统计特征分析方法。结果表明：插销式连接结构的失效模式为销轴受弯后与有锥度轴承挤压导致的变形失效；摩擦因子对结构极限强度的影响呈对数正态分布，且摩擦因子越大，极限强度越小；屈服强度是影响结构极限承载力的最主要因素。研究结果可为浮体用插销式连接结构的设计和安全可靠性分析提供相关参考。     

大潜深平台多耐压体连接结构接头连接设计

多耐压体大潜深平台在深海静水压力作用下各耐压体纵向变形存在明显差异,导致连接结构发生弯曲变形,会对结构安全和相连设备造成不利影响。对比分析连接结构焊接和接头连接的优缺点,提出一种固定接头与活动接头结合的连接结构接头连接方案,使得连接结构最大主应力相比焊接时降低41.1%。为使连接结构接头连接方案能够更好地承载纵向冲击载荷,设计了一种位移补偿接头,既能在下潜过程中实现耐压体纵向自由移动,又能在下潜到工作深度后和固定接头一起承受纵向冲击载荷。本文可为多耐压体大潜深平台连接结构设计提供有益参考。     

基于柔性体的侧推封盖系统运动特性仿真分析

为分析和预测侧推封盖系统在使用工况下的运行特性,在侧推封盖系统运动构件优化设计的基础上,建立侧推封盖系统刚柔耦合模型,分析施加水动力载荷后模型的运动特性及受力状态,并对试验数据进行对比分析。研究结果表明：在考虑水动力载荷的前提下,液压缸受力与空载状态相比增加27%,连杆最大应力从2.8 MPa增加至42.72 MPa;柔性化后仿真模型运动曲线存在一定波动,波动主要出现在运行初期和载荷施加后,后者影响大于前者;由于加工误差和装配间隙的存在,连接关节处存在较大的摩擦力矩,液压缸所受力试验值大于仿真值,最小差值为5.9%,最大差值为19.1%。     

复合材料加筋板-钢板连接结构静力试验与数值分析

针对复合材料上层建筑与钢制主船体的连接问题,开展了复合材料加筋板与钢制围槛板连接结构力学特性的试验和仿真研究。首先设计并制作了两型复合材料加筋板-钢板连接结构模型;然后通过试验研究,对两型连接结构的弯曲刚度和强度特性进行了测试和对比分析;最后基于有限元仿真对两型连接结构在线性加载阶段的应变及初始失效载荷进行计算,并通过与试验结果对比,证明了仿真方法的正确性。通过研究,得出了典型工况下两型连接结构的静刚度、强度特性、失效模式和薄弱环节,可为复合材料上层建筑与主船体连接结构的设计与工程应用提供指导。     

复合材料螺栓连接结构数值模拟研究

在实际工程中,复合材料结构连接方式常采用机械连接形式(螺栓或铆钉)来连结复合材料构件和金属构件,而其中尤以螺栓连接更为常见.如何运用有限元软件模拟螺栓连接结构是仿真计算的关键.本文采用ANSYS软件,建立了复合材料螺栓连接结构的三维有限元模型,采用不同的边界处理方法对该结构进行数值模拟,得到复合材料螺栓孔处的载荷,并将数值计算结果与试验数据比较,探求出了该结构螺栓孔处载荷数值模拟方法.采用接触+耦合的边界处理方式不仅能较准确的模拟复合材料螺栓连接结构,而且计算时间远小于完全采用接触时的计算时间,大大提高了工作效率.     

混合坝接头部分动力分析

将有厚度接触摩擦单元引入具有观音岩混合坝接头的堆石体与混凝土坝段之间的接触面进行力学模拟。在堆石及心墙料的静力本构关系上采用Ducan双曲线E-B模型模拟堆石坝的实际填筑施工和水库蓄水过程,并采用非线性动力分析方法对大坝连接坝段进行三维地震动力分析,揭示了插入式接头坝段采用在竣工期和运行期的接触面的应力情况和脱开情况。对心墙料与混凝土的接触面采用动力接触薄层单元进行模拟,真实地反映了地震过程中接触面的剪切及开合变形情况。根据动力分析成果,对大坝软接头的抗震性能及抗震安全性进行评价。     

水平地震作用下钢筋混凝土柱-钢梁组合框架整体性能研究

利用有限元软件分析了不同节点连接型式的多层钢筋混凝土柱-钢梁组合结构体系,在水平地震作用下整体受力性能。研究表明:不同节点连接方式对结构体系的动力特性影响较小,最大水平位移和层间位移均能满足相应的要求,大部分水平地震剪力由钢筋混凝土柱承担,因此能更好地发挥钢筋混凝土柱的抗侧力性能。这些研究结果为多层或高层钢筋混凝土柱-钢梁的结构设计提供一定的理论依据。     

多角度隔声结构设计对FPSO的降噪研究

基于不同的角度变换,入射声波在传递过程中经壁板间的多次反射,使声波能被舱室间的连接结构与空气层反复阻隔和吸收,达到隔声效果.文中对FPSO相邻的两个舱室的壁板连接方式,由常规连接方式(即相邻两舱室连接的舱壁板夹角为0°),改为夹角为15°,30°,45°的3种连接方式.优选其中隔声量最大的连接方式,在此基础上,再次提出3种新型连接方式(又称为分形结构),再次比较这3种分形结构隔声量的大小,并选出隔声效果最佳的一种分形结构.     

利用隔水导管提高平台承载力的方法

针对渤海老平台桩基承载力不足的问题,提出一种利用隔水导管的剩余承载力提高导管架平台承载力的方法。为验证隔水导管作为导管架平台的持力结构的有效性和安全性,以渤海某平台修井机升级改造项目为例,通过改变导管架和组块与隔水导管的连接方式,按照第一水平层刚性连接、工作甲板斜撑连接及组合方法分别进行计算分析,计算结果表明,连接后荷载传递有效,传递效率最大可以达到26.06%;单根隔水导管附加荷载不超过960 kN,可以满足自身强度和稳性要求;平台桩腿受力减小,连接部位杆件受力增大,需要进行结构加强;导管架和隔水导管顶部水平位移均有减小,最大可降低9.56%和24.52%;不同组块连接方式中,荷载传递效率受到连接结构的刚度影响,连接结构刚度增大,荷载传递效率提高,隔水导管在满足井口稳定的基础上,可以起到承担平台荷载,提高平台承载力的作用。