基于ABAQUS二次开发的索单元

基于大型通用有限元分析软件ABAQUS计算平台,利用该软件提供的用户单元子程序UEL接口,以悬链线单元为基础,推导了迭代分析公式,向ABAQUS中添入悬链线单元的刚度矩阵及等效荷载列阵,扩充ABAQUS单元库,使悬链线索单元用于ABAQUS有限元分析,并采用Fortran语言开发了接口程序,研究结果表明,所研制的接口程序开发思路正确,计算精度满足要求。     

计算机与可编程序控制器通信的研究与应用

对可编程序控制器与计算机连接的通信方式,硬件电路的接线,计算机和可编程序控制器通信的初始化程序,求和校验程序,发送子程序,接收子程序,出错处理等程序的设计进行了研究,并且编写了可编程序控制器与计算机通信的编程实例,包括通信协议,可编程序控制器的通信程序,计算机通信程序等。     

基于UMAT的冰—结构相互作用数值仿真

基于ABAQUS用户自定义子程序UMAT,采用已有的冰的弹性失效准则,针对冰与结构的相互作用进行数值模拟。首先,通过简单算例验证本文开发的UMAT的正确性;然后,采用开发的UMAT建立单个冰单元受刚性板挤压下的力学模型,得到力—位移曲线;最后,通过建立圆柱与冰相互作用的仿真分析模型,探讨冰板厚度对结构反力的影响。研究结果表明,采用用户自定义程序UMAT使得模拟更为复杂的冰力学特性成为可能,可为以后开展大规模的冰—结构相互作用研究奠定基础。     

基于多工况船舶的简易导管螺旋桨程序设计

介绍了使用VB语言编制的JD75及JD7704 Ka系列简易导管螺旋桨设计的程序.该程序根据多工况船舶螺旋桨选择设计工况的特点,提供了两种设计模式供用户选择,以此达到选择较佳设计工况的目的;引用AutoCAD对象库提供的方法帮助完成设计过程中的一些计算.     

舰船结构空中爆炸载荷的高精度数值计算程序

给出了一种舰船结构空中爆炸载荷的高精度数值计算程序.该程序采用基于通量修正算法的有限差分格式编写.它在冲击波阵面处达到四阶精度且耗用计算资源较少,是一种简单高效的计算程序.因此该程序特别适用于大尺度船舶结构受空中爆炸载荷的计算.程序的可靠性和准确性通过击波管试验和空中爆炸试验数据进行了检验.最后给出了一个典型船舶结构受空中爆炸载荷的算例.     

舰船蒸汽动力装置热线图通用程序的编制与计算

本文介绍了舰船蒸汽动力装置热线图的通用程序，称为SSHB程序，由主程序和包括水和水蒸汽热物性子程序在内的20余个子程序组成，能对不同的热线图方案，各种设计参数和运行工况进行数位模拟计算，有推广使用价值。     

基于Ochi-Mottor理论的船艏底部砰击评估方法

针对船舶在恶劣海况下航行时的砰击问题,在船舶设计阶段应用《钢质海船入级规范》(2016)中有关船艏底部砰击强度评估的方法,采用较普遍的Ochi-Mottor理论进行砰击压力极值计算预报,选取散货船最小艏吃水装载工况,运用Sesam-HydroD三维耐波性程序直接计算砰击压力极值,根据具体的加载方式与位置,依次对船艏底部外板、纵骨、板架进行强度评估,针对砰击区域出现应力过大的板架结构,提出封堵减轻孔或增加三角肘板的建议。     

利用实时专家系统进行舰艇战情评估（上）

讨论海军舰艇战情和威胁评估程序，给出执行战情评估子程序得到的数值结果，子程序是采用MUSE实时专家系统编写，简要介绍MUSE系统及其模拟程序，它为远程雷达，中程雷达，火控雷达，电子支援措施，敌我识别器以及数据链传感器生成实时的空中目标轨迹，给出舰艇战情及威胁评估程序流程图及两个评估程序中最重要的子程序清单，说明在防空护卫舰作战室中，子程序的任务以及使用MUSE专家系统的子程序计算机模型。说明统计实验中，用模拟器在SunSparc10工作站中生成300s的实时空中目标轨迹数据，通过以太网连接将数据传输给在SunSparc5工作站上运行的MUSE战情评估专家系统，对从该专家系统得到的结果进行评价。     

舰船在恶劣海况中非线性波浪载荷与上浪载荷研究（英文）

在恶劣海况中航行的舰船不仅会发生大幅的运动而且还会承受一些非线性波浪载荷,比如上浪与砰击载荷。这些高频的非线性波浪载荷的联合作用(尤其是砰击)会影响船体结构安全。为此,过去几十年里大量学者开展了相关的研究。本文介绍了在中国船舶科学研究中心耐波性水池开展的一条舰船模型的波浪载荷试验研究,研究测量了模型在多工况下的波浪载荷与上浪压力。其次,使用了二维非线性程序(NORS)基于势流理论并考虑非线性对该船在大波高中的波浪载荷开展了数值计算研究。NORS程序能够在时域内考虑瞬时湿表面变化、船体砰击上浪载荷,其计算精度在大量的工程计算中得到了验证。另外,基于试验结果与数值计算结果,分析研究了船体波浪载荷的频率特征、试验结果中上浪载荷变化的特征。本文研究结果可以对该舰船结构强度评估和结构设计起到支撑和指导作用。     

单片机89C52的I/O模拟串口与PC机通信数据采集实现方法

在做电拉系统开发的过程中,为解决单片机89C52与PC机通信问题,利用89C52的I/O口模拟串口与PC机进行通信,通过这种方法可以实现多个串1:7,而且串口通讯高效、可靠、标准统一系统包括目标机采集子程序、目标机数据发送子程序、上位机接收子程序等,并给出了硬件原理图。     

渐开线齿轮数控铣削加工宏程序的开发

探讨了使用数控系统提供的用户宏程序功能编制渐开线齿轮齿形加工程序的方法。文中首先讨论了用户宏程序功能的特点和适用范围,然后讨论了渐开线齿轮宏程序编程的基本步骤和方法,最后,给出了包含数值计算过程和程序注释的典型渐开线齿轮宏程序编程实例。     

ABAQUS在混凝土中氯离子时变扩散中的应用

为验证ABAQUS有限元软件在混凝土中氯离子时变扩散分析的可行性,对已有试验采用ABAQUS有限元程序进行分析,并通过编写USDFLD子程序考虑扩散系数、表面氯离子浓度随时间变化的影响。同时也对有限元分析中的单元尺寸、模型尺寸进行了讨论。分析结果表明,ABAQUS有限元分析能很好地拟合试验数据;ABAQUS内置的Mass Diffusion(MD)模块可以较好地模拟不考虑时变效应时的氯离子扩散情况,而利用USDFLD子程序可以进一步地考虑扩散系数及表面氯离子浓度的时变影响。研究的有限元模型中,单元尺寸小于扩散方向长度的5%时,可以达到较高的精度水平;不同厚度的模型之间的氯离子扩散存在着差异。     

满足油船共同结构规范的船底砰击加强分析

共同结构规范(CSR)对油船船底砰击的结构评估提出了明确而严格的要求,通过对规范条款的分析,归纳总结了CSR对船底砰击加强的具体要求,阐述了有效控制砰击、加强结构重量的手段。并以某Aframax型油船为例,从结构重量和施工工艺两方面,对抵御砰击压力的船底结构进行不同加强方案的比较分析。     

FPSO关键管路甲板上浪与砰击载荷计算

以FPSO甲板上受波浪冲击的典型结构物为研究对象,从甲板上浪和砰击两个方面分析布置于主甲板、舷侧、船艏及艉部低艉甲板的板型和细长型结构的甲板上浪和砰击载荷计算方法。运用CAESAR II分析软件,建立泡沫、货油卸载、海水排舷外管路的应力计算模型,提出甲板上浪和砰击载荷的合理加载方式,以及对管路布置的优化方案,为类似项目管道工程设计提供依据。     

楔形体入水砰击问题研究与流场结构演变的POD分析

为了研究结构物入水砰击现象,以楔形体为研究对象,进行垂直入水砰击试验,采用时间分辨的粒子图像测速技术(TR-PIV)对楔形体入水砰击流场进行了细致的测量,同时应用流体体积函数法(VOF)和重叠网格技术对这一物理现象进行了相应的数值计算,采用本征正交分解方法(POD)对TR-PIV测量的瞬态结果进行分解,提取流场中含能大尺度的主要流动结构,并依据低阶空间模态进行流场重构。结果表明:本试验装置具有良好的试验可重复性和精确性;楔形体宏观运动响应和TR-PIV测量结果与数值模拟结果吻合较好;POD分解得到的空间模态表明前4阶空间模态占总湍动能的81%,楔形体入水砰击过程中大尺度流动结构从楔形体壁面逐渐向堆积区域转移;低阶POD模态可以很好地重构流场,选择适当的POD模态进行流场重构可以有效去除TR-PIV流场测量结果中的噪声。     

拖航工况下半潜平台撑杆波浪砰击敏感性研究

半潜式平台在拖行过程撑杆等细长结构承受的波浪砰击对结构安全影响较大,相关船级社规范中明确要求结构分析过程中需要考虑波浪砰击载荷。基于传统势流理论的数值方法已经被广泛的应用于浮式海洋平台的水动力和砰击载荷的研究,但是对于复杂的粘性干涉效应、波浪爬升、波浪破碎和波浪砰击等实际工程问题不能够运用势流理论准确模拟。非定常的计算流体力学CFD (Computational Fluid Dynamics)方法能够较为准确解决上述问题。因此,本文以982半潜式海洋平台为研究对象,采用计算流体力学中的动态重叠网格方法和流域体积域方法VOF(volume of fluid),结合水池物理模型试验结果,对平台在拖行工况下撑杆的波浪砰击进行研究。主要对半潜平台撑杆在三种不同流速和风速的拖航工况下撑杆受到的砰击压力的敏感性进行了分析研究,分析波浪砰击下撑杆的瞬态砰击压强分布情况,得到波浪砰击压力危险区域,同时给出拖航工况下撑杆砰击压力系数的变化规律,为分析预报半潜式平台撑杆在复杂的拖航海况下受到的砰击压力提供了参考。     

可靠性理论在首部底板砰击强度分析中的应用

船底板受砰击载荷时的响应是船舶结构设计中需要考虑的问题之一,尤其对浅吃水肥大型船。常规方法是在估算砰击外力时用概率方法,再用砰击极值压力对底板强度作确定性分析。然而,板的材料的物理特性和几何尺度均具有不确定性,为了弥补这一不足,本文用改进的第二类可靠性分析方法讨论了首部底板受砰击载荷时的强度问题。为了标定板的极限强度计算公式,用有限元法对矩形板的大挠度弹塑性强度作了系列计算研究,把分析所得的结果与刚塑性极限分析进行比较。比较表明,由于实际船底板不是由刚塑性材料制成,它可以承受的荷重比刚塑料的上限解还要大,且随矩形边长比的改变而变化。为此,引进了修正函数,使公式所预示的承载能力更符合实际情况。最后以十条各种类型的船(油轮、货轮、运木船和集装箱船等)进行了实例计算,把这些结果与常规方法求得的结果进行了比较,证实了可靠性分析方法更为合理。     

水下爆炸冲击波作用下平板塑性动力响应的数值模拟

根据流固耦合的Taylor平板理论和Cole的水下爆炸经验公式,得到了水下爆炸冲击波作用下平板迎爆面的总压力载荷,并将该压力载荷嵌入到ABAQUS程序的用户自定义载荷子程序VDLOAD中,实现了对ABAQUS的二次开发.作为验证,利用该方法模拟了水下爆炸冲击波作用下固支平板的塑性动力响应,模拟结果与试验结果吻合良好.与通用的模拟方法相比,本文所采用的模拟方法在保证较高计算精度的前提下,可以显著降低计算成本并简化建模过程,对于工程应用具有一定参考和实用价值.     

强夯法处理可液化地基的理论与试验研究

在现场试验的基础上,对采用强夯法处理可液化地基过程中的有关单点夯击能和有效加固深度、最佳夯击能和夯击次数、夯击遍数和时间间隔、夯点距及夯点布置等强夯参数进行了理论分析,给出了这些强夯参数的基本计算公式和设计方法。其结论可以为设计施工提供参考。     

基于PLC和PPU的船舶电站自动化系统设计

基于船舶向大型化和多功能化发展,设计1个可靠性高、功能齐全的电站自动化控制系统。以拖带供应船的电力系统为平台,详细阐述了船舶电站的设计过程和实现方法,采用西门子公司S7-200型可编控制器(Programmable Logic Controller,PLC)和丹麦DEIF公司多功能控制器(Paralleling and Protection Unit,PPU)模块组成的电站自动化管理单元,设计了电站自动化程序控制流程,并具体编写了电站自动模式的部分功能子程序,对其他船型的设计和研究提供了参考意义。